Text
                    Л {&Скоэ1севнмков
в жизни
РАСТЕНИЙ
ИЗДАТЕЛЬСТВО МОСКОВСКОГО ОБЩЕСТВА
ИСПЫТАТЕЛЕЙ ПРИРОДЫ
<Москва - 1950


МОСКОВСКОЕ ОБЩЕСТВО ИСПЫТАТЕЛЕ Й Л Р И Р ОДЫ Ооновано в 180$ года т и ■■„-. |1 || ,||, ,1. ^' ! ТГ>| I ' ^ , ц|„ Среди природы Выпуск 24 А. В. КОЖЕВНИКОВ ВЕСНА И ОСЕНЬ В ЖИЗНИ РАСТЕНИЙ Издание второе. Под редакиией и с дополнениями И. Г. Серебрякова ИЗДАТЕЛЬСТВО МОСКОВСКОГО ОБЩЕСТВА ПСПЫТАТЕЛЕЙ ПРИРОДЫ " -— — —■——'■"—" -I ■■■II. 11.111 ■■■ I ПРИЧИН»..!. ■■ !■■ —I. — 11»М I— ■■ ■—■ - ИОСКВА , ft I960
ЧИТАТЕЛЬ! Просим сообщить Ваш отзыв об этой книге по адресу: Москва, 9, Моховая, 9. Издательству Московского общества испытателей при' роды.
а»^зэб^^^^ ПРЕДИСЛОВИИ К ПЕРВОМУ ИЗДАНИЮ Этой прекрасной, жизнерадостной книге, переполненной советами и указаниями по исследованию нашей природы, приходиться предпослать предисловие, исполненное печали — автор книги, полный жизни и исследовательских устремлений, А. В. Кожевников не увидит в печати своей книги. Он умер в полном расцвете сил и творческой деятельности в возрасте всего 31 года. Однако он создал себе определенное научное имя и за свою короткую жизнь, в результате упорной и плодотворной работы, написал 16 превосходных научных и популярных работ, не говоря о многочисленных статьях в журналах. Я всегда считал А. В. Кожевникова талантливым ботаником и одним из лучших своих учеников. И нет сомнения, что настоящая книга, столь увлекательно написанная, даст сильный толчок к исследованию нашей природы и к развитию идей и мыслей А. В. Кожевникова, изложенных в этой книге. Проф. В. Алехин 17 мая 1939 г.
ОТ РЕДАКЦИИ «Весна и осень в жизни растений» покойного Александра Владимировича Кожевникова — бывшего активного члена Московского общества испытателей природы — является одной из лучших популярных советских книг, посвященных биологии наших древесных и травянистых растений. Несмотря на то, что с момента выхода первого издания прошло одиннадцать лет, книга А. В. Кожевникова не устарела ни по своему содержанию, «и по общему подходу автора к интересным проблемам биологии развития наших растений. Поэтому редакция сочла возможным в основном сохранить текст первого издания, лишь в отдельных местах изменяя и дополняя его в соответствии с новыми данными советских ботаников. Основные дополнения к книге, приведенные редактором заключены в тексте в квадратные скобки. Следует отметить, что обширная область биологии общего и сезонного развития наших многолетних травянистых и древесных растений изучена еще не достаточно, особенно в связи со стадийным анализом этих явлений. Многие вопросы здесь требуют экспериментальной проверки и изучения. И мы надеемся, что книга А. В. Кожевникова послужит не только для пропаганды уже известного, но и стимулом дальнейшей работы в этом чрезвычайно нужном, увлекательном и перспективном направлении ботаники.
ВВЕДЕНИЕ КГдва ли не самая резкая особенность, отличающая нашу *-* скромную северную природу от мощной растительности влажных тропических стран, — это присущая нашим краям периодичность в развитии растительного покрова. Каждый год с неизменной правильностью проходят перед вами закономерно сменяющие друг друга картины: нежная зелень распускающихся почек ранней весной, сочные краски растительности в ее летнем уборе, а дальше — золотые и багряные тона, в которые окрашивается лес с первым дыханием осени, шуршащие под йогами листья и, наконец, снова прозрачный полог деревьев и рыхлый белый покров зимы. Однако, как мы увидим дальше, различные группы растений по-разному реагируют на наступающий зимний сезон: в то время как большинство их прекращает всякий рост и погружается на длительный период в состояние покоя, некоторые, наоборот, пробуждаются к осени или в течение зимы и замирают в наиболее благоприятные летние месяцы. Анализу сезонной жизни различных растительных групп и посвящена наша небольшая книжка, охватывающая наиболее обычных обитателей лиственных и хвойных лесов, лугов, полей и водоемов средней полосы 66GP. Она не претендует на освещение всех сторон сезонной жизни растений. Ее задача — заинтересовать читателя этими явлениями и побудить его к самостоятельным исследованиям и наблюдениям. Мы часто во время наших прогулок и экскурсий проходим мимо различных интереснейших явлений растительной жизии, предполагая, что наша северная природа, особенно вблизи крупных городов, едва ли может дать что-либо интересное. Наш 5
великий натуралист К. А. Тимирязев давно отметил, что «мы интересуемся бледными описаниями роскошной тропической природы, а не обращаем внимания на красоту какого-нибудь лесного уголка на расстоянии часа езды от Кремля» («Жизнь растений». Предисловие к 3-му изданию, 1894). В жизни наших самых обычных растений есть еще много загадочных сторон. Природа на каждом шагу полна «маленькие тайн», разгадка которых даст возможность глубже понять жизнь растений и лучше использовать их для нужд нашего социалистического строительства. Периодичность в развитии растительного мира наших широт лучше всего выявляется весной и осенью, когда мы наблюдаем пробуждение растений, начало их развития, а потом — замирание жизни и подготовку к зиме. Наблюдения над сезонной жизнью растений дают богатый фактический материал к основному положению учения Ч. Дарвина о возникновении и совершенствовании разнообразных приспособлений у организмов в процессе естественного отбора. [Столь же убедительно говорят эти наблюдения и об изменяющей роли внешних условий. Особенно интересны в этом смысле наблюдения в годы, отличающиеся своеобразием и крайностью метеорологических условий — чрезмерным количеством дождей в течение года, поздней или очень ранней весной и т. д.] Обратить внимание читателя на закономерности растительной жизни в смене времен года и является задачей этой книги.
е сна
Глава первая ВЕСЕННЕЕ ДВИЖЕНИЕ СОКА У ДЕРЕВЬЕВ Что считать началом весны Цто считать началом весны? В астрономическом календаре ^принято считать, что весна начинается с момента весеннего равноденствия, т. е. с 21—22 марта, когда день бывает равен ночи. С этого момента дни начинают прибывать, и в летнее солнцестояние 21—23 июня, когда в северном полушарии наступает самый длинный день в году и самая короткая ночь, начинается астрономическое лето. Увеличение длины дня имеет огромное значение в жизни природы, однако оно идет так медленно и постепенно, что важный момент весеннего равноденствия, после которого день как бы побеждает ночь, практически остается нами незамеченным. Еще более условно устанавливает начало весны метеорология — наука о погоде. Разделяя год на четыре равных отрезка, она отводит весие три месяца — март, апрель и, май — и за начало ее принимает 1 марта. Однако в обыденной жизни мы не следуем ни астрономии, ни метеорологии, а по-своему каждый раз определяем начало весны. В ясные мартовские или апрельские дии, когда каплет с крыш, когда даже у скромных пернатых обитателей большого города — воробьев — начинается оживление, когда появляются на улицах букетики цветов, привезенных с далекого юга, мы не сомневаемся, что весна окончательно вошла в свои права; Однако достаточно снова завернуть морозным и пасмурным дням, разыграться метели, как мы сразу забываем о том, что Говорили вчера, и убеждены, что зима еще не кончилась. 9
Рис. 1. Мать и мачеха — первое цветущее растение (фото автора). Когда же можно считать весну наступившей в растительном мире и какое явление принимать за ее начало? Может быть, набухание и развертывание почек у деревьев? Нет, это не совсем так. Прежде чем заметно изменятся почки на деревьях, в природе произойдет уже ряд других весенних явлений. Не является ли началом весны момент зацветания некоторых самых ранних весенних растений, например мать и мачехи (рис. 1), желтые соцветия которой уже раскрываются на глинистых и песчаных откосах, когда в других местах еще лежит снег? Однако и эти первенцы запаздывают по сравнению с некоторыми нашими деревьями, например с березой или кленом, которые первыми в нашем климате отзываются на продолжительные весенние оттепели. В начале марта у такого дерева нельзя обнаружить каких-нибудь внешних признаков развития: еще не заметно увеличения почек, чешуи почек плотно стянуты, как стянуты в это время и цветочные сережки на березе. Весеннее «пробуждение» деревьев — это начало у них сокодвижения, которое легко обнаружить, слегка поранив ствол дерева на незначительную глубину. Если весеннее движение 10
сока уже началось, из ранки сейчас же начнет капать прозрачная сладковатая жидкость. Весенний березовый сок в некоторых местностях добывают в больших количествах для приготовления напитка, похожего на квас, который, благодаря присутствию в нем большого количества сахара, легко сбраживается. Этот сок, вытекая из порезов ствола, на воздухе быстро окисляется и приобретает характерную розовато-красную окраску. Особенно ясно заметно это на свежеспиленных березовых пнях, которые покрываются хлопьями розовой пены. Это явление, известное под названием «березового плача», описано в хорошо знакомых каждому стихах: «...Не губите березку весною: Сок ее, слоено кровь, потечет». ■V каких деревьев можно наблюдать движение сока Движение сока у деревьев, как одно из самых ранних весенних явлений, представляет большой биологический интерес. Оно невольно вызывает у каждого наблюдателя ряд вопросов. У всех ли деревьев можно наблюдать сокодвижение или в этом отношении наша белоствольная береза является своеобразным исключением? Мы уже отмечали, что, кроме березы, движение сока можно наблюдать у обыкновенного остролистного клена (Acer plata- noides), причем, оказывается, именно у этого дерева оно наступает в нашей средней полосе раньше всех. Поэтому некоторые фенологи, занимающиеся изучением периодических явлений природы, начало сокодвижения у клена остролистного принимают за начало весны. Этот момент, наступающий под Москвой в среднем около 25 марта, считается началом первого периода весны. Движение сока у березы, которое начинается в среднем 4 апреля, знаменует собой наступление второго весеннего периода. Впрочем, следует заметить, что в некоторые годы движение сока у клена начинается еще в феврале и даже (во время сильных оттепелей) в декабре, но затем с наступлением морозов снова замирает. Для березы сведений о таком преждевременном «пробуждении» пока нет, но здесь еще необходимы более детальные наблюдения. Бывает ли движение сока у других деревьев? В литературе имеются указания, что оно наблюдается у грецкого ореха, бука, граба, виноградной лозы, различных видов кленов и берез. Однако этот список вряд ли можно считать пол- //
ным. ЕЬэтому интересно было бы наблюдать и за другими нашими древесными породами, в частности за некоторыми ивами (есть указание на весеннее движение' сока у красной вербы), тополями и ольхами. Интересно также проследить время сокодвижения у различных видов клена'. Кроме распространенного у нас клена остролистного (Acer platanoides), в садах и парках очень обычен клен яеене- листный (Acer Negundo), а также татарский и полевой клены (Acer tatari- cum и A. campestre), деревья более южного происхождения, обитающие в дубравах лесостепной полосы. Время сокодвижения у них еще совершенно не изучено. Период движения сока у деревьев очень непродолжителен. У березы он обычно не превышает двадцати дней, причем количество жидкости, вытекаю- . щей из раны, бывает различным в течение периода сокодвижения. Обычно больше всего выделяется сока вначале, и, если в это время вставить в отверстие ствола дерева стеклянную трубку (рис. 2), подвесив к ее нижнему концу Рис. 2. Простейший прибор для изучения движения весеннего сока у де- внизу — пробка с трубкой, на конце которой иадста каучуковая трубка с важимом; наверху — большая трубка с двумя согнутыми стеклянными трубочками, из которых одна входит в отверстие в дереве, а другая — запасная (ориг.). ревьев (сделай из бутылки, у которой удалено какой-нибудь сосуд, можно набрать за дио): сутки значительное -количество сока, например от одного до пяти литров из одного отверстия. Однако в дальнейшем количество вытекающего сока будет постепенно уменьшаться; выделение сока прекратится совсем, когда дерево начнет рас- • пускаться и зазеленеет кружевом молодых листочков. Обнаружить движение сока летом уже не удается. Состав весеннего сока Что же представляет собой сок, вытекающий из дерева? Откуда он берется и какое имеет значение в жизни деревьев? Анализы весеннего сока, или так называемой «пасоки», березы показали, что главной составной частью его является фруктовый сахар (1,4—0,6%); кроме того, в небольшом коли- 12
честве в Нем содержится Яблочная кислота (0,06—0,20%), белковые вещества и зольные элементы (0,10—0,05%). Кленовый сок имеет сходный состав, но он значительно богаче сахаром (2—3%), который к тому же здесь не фруктовый, а тростниковый, т. е. ничем яе отличается в химическом отношении от нашего обычного (свекловичного) сахара. В «пасоке» сахарного клена (Acer saccharum) количество сахара достигает 4%. В наших условиях получение сахара из клена не представляет практического интереса; тем не менее кленовая и березовая пасока находит себе применение при приготовлении особого •вина. Произведенные на Урале опыты увенчались прекрасными -результатами. Березовое вино по своему качеству не уступало ;; «екотормм сортам виноградных вин. "^■Ш^^УЛЛ «е берется сахар в весеннем соке деревьев и каким *«Вра»ом и куда он движется по стволу? Весной с возобновлением жизнедеятельности дерева все ткани его наполняются водой. Происходит это потому, что корни начинают энергично подавать воду из оттаивающей почвы, хотя и работают еще не с полной мощностью. Поступающая в растение вода, вследствие отсутствия листьев, испаряется чрезвычайно слабо. В «проснувшемся» растении начинают растворяться зимние запасы, и образовавшиеся растворы вместе с водой попадают в древесину, по которой и передвигаются вверх к набухающим и распускающимся почкам. Это передвижение различных углеводов по сосудам древесины является необычным. Как известно, углеводы — это вещества, выработанные растением в результате процесса усвоения листьями углекислоты из атмосферы: они двигаются по лубу в обратном направлении — от листьев к корням. В связи с этим становится понятным любопытное явление: содержание сахара в весеннем соке наших деревьев тем больше, чем выше отверстие над уровнем почвы. Пасока, собранная из отверстия под кроной дерева, будет содержать значительно больший процент сахара, чем вытекающая из надреза, сделанного в нижней части ствола. Чем больший путь совершит вода в стволе дерева, тем больше растворит она углеводов, тем слаще будет пасока. Лак происходит подъем весеннего сока в стволе дерева При помощи какого механизма поднимается на высоту нескольких десятков метров вода из почвы в мощную крону высокого дерева? Чтобы поднять воду на верхний этаж здания, при- 13
ходится сооружать специальную водонапорную систему или пускать в ход мощные иасосы. Вода в растении вместе с растворенными в ней питательными солями передвигается по древесине. Клетки древесины в основном имеют вытянутую форму; часть их срастается в длинные ряды, образуя так называемые сосуды. Обычно это уже мертвые клетки, лишенные протоплазмы, с очень твердой рано одревесневающей оболочкой. Сосуды бывают различной длины, но, как правило, не превышают 10 сантиметров, хотя у дуба длина их иногда достигает 2 метров. На внутренних стенках сосудов бывают различного рода утолщения, назначение которых — препятствовать сплющиванию сосудов. Эти утолщения имеют вид колец или спиралей. Иногда выросты их образуют сеточку или лесенку. Поэтому сосуды называются кольчатыми, спиральными, сетчатыми, лестничными и т. п. Диаметр сосудов сильно колеблется даже в стебле одного и того же растения, но все же он очень невелик. Наиболее широкие сосуды известны у лиан: диаметр их изредка доходит до 0,5 миллиметра. Доказать, что вода в растениях движется по древесине, очень легко путем кольцевания дерева. Если на известном протяжении удалить вокруг ствола кору, крона дерева еще долгое время остается свежей, так как поступление воды по древесине в результате, этого не прекращается: известно, например, что одна окольцованная липа в окрестностях Парижа дожила до сорокалетнего возраста. Однако рано или поздно кольцевание деревьев ведет к их гибели, так как при этом нарушается движение в обратном направлении по лубу, по которому движутся питательные вещества от листьев к корням. Каким же образом поднимается вода в сосудах древесины? Она поднимается, с одной стороны, благодаря засасывающей силе кроны, с другой — при помощи так называемого корневого давления. Крона дерева, испаряя огромные количества влаги, непрерывно засасывает воду из ствола. Таким образом, благодаря испарению, в стебле происходит непрерывный подъем жидкости; она поднимается в сосудах в виде тончайших водных нитей, причем сила сцепления водяных частиц определяет непрерывность этого потока. Однако вода не только засасывается кроной, но поднимается в стволе дерева еще и в результате корневого давления. Последнее для нас сейчас представляет особый интерес, так как только им и можно объяснять весеннее движение сока у деревьев. Ведь U
ранней весной, когда деревья еще не оделись листьями, испарения через крону почти не происходит. Что же представляет собой корневое давление? Еще двести лет назад известный английский натуралист Гельс проделал следующий несложный опыт. Он перевязал перепонкой нз бычьего пузыря пенек виноградной лозы и через некоторое время обнаружил, что перепонка начала сильно раздуваться и, в конце концов, лопнула. Тогда он прикрепил к пеньку ртутный манометр и убедился, что столбик ртути поднялся на 103 сантиметра, т. е. давление оказалось равным почти 1,5 атмосферы (рис. 3). Это давление, под которым выделяется вода из пенька, и получило в дальнейшем название корневого давления, а самое явление стали именовать, не совсем удачно, «плачем» растения. Механизм корневого давления довольно сложен, и, чтобы понять его, нужно остановиться несколько на том, как поступает вода, в корень растения. Влага, поступающая в растение из почвы через корневые волоски, представляет собой не чистую воду, а раствор минеральных солей известной концентрации. Эти минеральные соли служат источником зольного питания растений. В клеточке корневого волоска имеется клеточный сок (тоже раствор различных веществ), крепость которого всегда бывает выше, чем крепость почвенного раствора. Благодаря этой разнице в концентрации растворов вода и поступает в растение. Подобно тому как сахарный сироп, налитый в стакан поверх воды, смешивается с ней и проникает внутрь хорошо заметными струйками, и растворы, находящиеся в почве и в клеточках корневых волосков, по закону диффузии жидкости смешиваются друг с другом. Однако клеточная стенка и расположенный вдоль нее тонкий слой протоплазмы являются полупроницаемыми и пропускают в клетку лишь более слабые почвенные растворы. Благодаря этому устанавливается односторонний ток, и вода непрерывно поступает в растение. Этот процесс проникновения растворов через пористую полупроницаемую оболочку и плазму называется осмосом, а происходящее при этом давление на клеточные стенки называют Рис. 3. Опыт, доказывающий наличие корневого давления. К пеньку виноградной лозы прикреплен манометр. 15
осмотическим. Клеточки, расположенные бХиже к центру корня, содержат в себе более концентрированные растворы, чем клеточки, расположенные на периферии; в силу этого и осмотическая сила всасывания возрастает по мере удаления от корневых волосков к центру корня. Таким образом, из клеточки в клеточку постепенно передвигаются почвенные растворы, пока они не поступят, в конце концов, в сосуды древесины корня, а затем и стебля. Весь этот сложный процесс проникновения воды в растение и обусловливает в конечном - счете так называемое корневое давление, которое в основном определяется давлением осмотическим. Летом у наших деревьев к подъему воды в результате корневого давления присоединяется действие засасывающей силы кроны, причем это засасывающее действие немного превышает силу, корневого давления. В рева не удается обнаружить истечения жидкости из ствола. Его можно наблюдать лишь весной, когда листва дерева еще не распустилась и этот мощный насос еще не вступил в строй. Впрочем, «плач» растений, являющийся следствием корневого давления, можно наблюдать не только весной. Однако вытекающая в этом случае из пореза жидкость, в противоположность весенней пасоке, будет бедна сахаристыми веществами, и состав ее не будет существенно отличаться от обычного почвенного раствора. Явление плача можно наблюдать не только у деревьев, но и у травянистых растений, например на стеблях картофеля. Для этого стебли срезают на высоте 2—3 сантиметров над уровнем почвы, поверхность среза смачивают чистой водой и на пенек насаживают резиновую трубку, соединенную с прямой стеклянной трубкой или же с ртутным манометром. Подъем водяного или ртутного столбика в данном случае будет наглядно показывать силу корневого давления. Рнс. 4. Корневые волоски в почве: А — поверхностные клетки корня; Б, £', В, Г — корневые волоски; тем- нозаштрихованные места — частички, почвы, окруженные водой; У, У1 — воздушные пространства. связи с этим летом при поранении 16
Мы видим, что весеннее движение сока у деревьев, принадлежащее к числу характернейших явлений ранней весны, представляет собой сложный физиологический процесс. Следя за вытекающими из ранки ствола прозрачными капельками березового сока, мы имеем возможность непосредственно наблюдать процесс корневого давления, в результате которого влага поступает в растение. Если взять простую бутылку и прикрепить ее к дереву при помощи согнутой стеклянной трубки (см. рис. 2), то можно каждые сутки получать определенное количество пасоки. При помощи мензурки легко проследить, как будет изменяться количество вытекающего сока по мере развития почек на дереве, и точно установить, когда движение сока перестанет быть заметным. При этом интересно обратить внимание на то, как влияет погода, в частности сильные заморозки, на весеннее движение сока, и в какой степени деятельность корней зависит от капризов обманчивой весенней погоды. Начало движения сока у деревьев знаменует собой начало весны. Поэтому на него следует обратить особое внимание и провести соответствующие наблюдения над нашими деревьями, чтобы выяснить ряд вопросов, связанных с пробуждением деревьев.
Глава вторая РАЗВИТИЕ ВЕСЕННИХ РАСТЕНИЙ ПОД СНЕГОМ Оесна только еще начинает входить в свои права. Официально она уже началась, так как сок уже брызжет • теплые дни из ранки в кленовом стволе, однако какие-либо другие весенние явления в растительном мире подметить еще очень трудно. И хотя погода стоит сырая и теплая и лишь по ночам хрустят легкие морозцы, несомненным кажется для нас, что развитие растений тормозит снежный покров, продолжающий еще лежать в лесу сплошным слоем. Лишь кое-где на полях, по буграм, чернеют большие проталины, на которых важно расхаживают грачи; уже давно освободились от снега также склоны крутых оврагов и железнодорожных откосов. Казалось бы, что найти сейчас что-либо интересное в растительном мире можно, только отправившись на эти свободные от снега участки. Однако гораздо полезнее экскурсия в широколиственный лес, в дубраву, в липовый лес или в один из старых, хорошо сохранившихся парков, где-нибудь в окрестностях города 1. Не рано ли итти в лес? Неужели там есть сейчас что-нибудь интересное? Да, именно в это время здесь можно наблюдать одно из самых интересных явлений в жизни наших ранневесен- них растений. Как тает снег в лесу Снег лежит в лесу ровным слоем, однако он сильно изменился по сравнению с рыхлым и легким белым покровом зимы. Тя- желтый и пористый, он рассыпается на отдельные крупинки, 1 Для москвичей мы можем рекомендовать экскурсию в 53-й квартал Погонно-Лоснного острова, расположенный близ поселка «Метрогородок» (трамвай № 8), а еще лучше на станцию Ромашково по Белорусской железной дороге. 18
причем особенно поражает его грязная поверхность. Хвоинки, мелъчайшие кусочки коры, хворостинки, кленовые и липовые плоды и просто копоть, налетевшая сюда из заводских труб, придают поверхности снега черноватый оттенок. Откуда же взялся весь этот мусор? Почему его не было видно зимой, когда снег на солнце ослеплял своей белизной? Дело объясняется очень просто. В течение всего года падают на поверхность снега или почвы различные частицы с деревьев, известные в лесоводстве лод названием «отпада». Осенью основную массу его образуют опавшие листья. Зимний отпад состоит из частиц коры (корки), наружные слои которой шелушатся, особенно под действием п е D , „„„„„.. ** Рис. 5. Воронки в снегу у деревь- ннзких температур и^ замерзаю- ев (п0 фот0 г. И. Поплавской). щей воды, затекающей в трещины во время оттепелей. Кроме того, зима с ее снежными навалами — сезон естественного очищения стволов от сучьев, которые обламываются, не выдерживая тяжести снега. Действие ветра, проникающего вглубь леса сквозь прозрачный древесный полог, сильнее всего сказывается опять-таки зимой. Сухие сучья, обгрызенные белками однолетние еловые побеги, раздробленные дятлами сосновые шишки — весь этот разнообразный отпад в лесу бывает замаскирован вновь выпадающим снегом. Весной же при таянии снег оседает, и все, что было в него погружено, оказывается лежащим на поверхности. Мусор, находящийся на поверхности снега, весной приобретает большое значение. В ясные солнечные дни он значительно ускоряет процесс снеготаяния, так как темные предметы поглощают тепловые лучи, тогда как белые, наоборот, их отражают. Ранней весной в лесу можно наблюдать еще одно характерное явление — воронки вокруг деревьев, кое-где уже протаявшие до самой земли (рис. 5). Образование их связано также с работой солнечных лучей. В ясные солнечные дни темная поверхность стволов значительно нагревается, поэтому окружающий 19
их снег тает более энергично, причем сильнее с южной стороны ствола. Здесь раньше всего появляется из-под снега почва, покрытая опавшей прошлогодней листвой и органами растений, зимующих зелеными. i ^ Температура тающего снега считается равной нулю. При этом имеется в виду чистый снег. В разгар снеготаяния температура в поверхностных слоях снега в пасмурную погоду может доходить до +4,1°, однако уже на глубине 10 сантиметров она падает до + 2°, +1°, а на глубине 15 сантиметров колеблется от -f- 1 до — 1°. Напротив, зимой нижние слои снегового покрова значительно теплее верхних, и если близ поверхности снега температура бывает отрицательной, доходя до — 10—15°, то на уровне почвы она может быть лишь немного ниже нуля. Что можно наблюдать в лесу под снегом Очистив от снега небольшой участок почвы, посмотрим, что происходит сейчас под ним в лесу. Делать это следует возможно осторожней, чтобы, удаляя нижние слои снега, не повредить находящиеся под ним растения. Мы увидим здесь, наряду с перезимовавшими вечнозелеными побегами зеленчука (Galeob- dolon luteum), копытеня (Asarum europaeum) и волосистой осоки (Carex pilosa, целый ряд нежных, желтоватых или едва позеленевших ростков, пробившихся сквозь слой слежавшейся прошлогодней опавшей листвы. У многолетней пролески (Mercurialis perennis), обычного лесного растения, образующего летом фои в травянистом ярусе леса, мы обнаружим под снегом крупные дугообразные ростки с бу« тонами (рис. 6). Также найдем мы молодые стебли с бутонами и листьями у медуницы (Pulmonaria obscura), чистяка (Fi- caria ranunculoides) и ветреницы (Anemone о „ , rr ' ' ranunculoides) — на- Нис. о. Подснежное развитие ростков чистяка л (слева) и пролески (справа) (по фото автора). ших обычных весенних растений (рис. 7), 20
а также у адоксы мускусной (Adoxa moschatellina), сныти и некоторых других растений. Эти нежные стебельки с молодыми еще свернутыми листочками резко отличаются от грубых кожистых частей перезимовавших растений, поэтому трудно предположить, чтобы они выросли с осени или с предыдущего лета и зимовали в таком виде. Кроме того, осенью на поверхности почвы у всех этих растений не найти таких крупных новых растущих побегов, не говоря уже о развитых листьях или даже окрашенных бутонах, которые нередко можно встретить под снегом у медуницы. Лишь у многолетней пролески с осени под толстым слоем опавших листьев можно заметить маленькие дугообразные изогнутые стебельки с кисточкой едва заметных зачаточных листочков. [Как будет показано ниже, эти растения действительно могут расти под снегом в широколиственных лесах. Но зачатки соцветий и цветков в их почках закладываются гораздо раньше — предыдущей осенью и даже предыдущим летом. Например, у копытеня, медуницы, кашубского лютика зачатки цветков будущего года хорошо видны уже в июне. В течение лета происходит заложение цветков будущего года в почках зеленчука, осоки волосистой, чистяка, ветреницы, земляники, сочевичника, хохлатки и других растений, упоминаемых здесь. У некоторых растений зачатки цветков будущего года закладываются еще тогда, когда растения не закончили цветение. А вообще в широколиственных лесах почти две трети всех видов 21 Рис. 7. Подснежное развитие ветреницы. Ростки пробиваются иа поверхность почвы под снегом зимой (по фото автора).
растении имеют соцветия и цветки, предыдущего года. Рис. 8. Подснежное развитие лесной звездчатки: 1 — 11 ноября 1945 г.; 11 — 24 марта 1946 г.; V и IV — диаграммы побега ее в те же дни (по И. Г. Серебрякову). заложенные с лета и осени Лишь одно растение широколиственных лесов закладывает соцветие зимой — это звездчатка лесная (Stellaria holostea). Но дальнейшие наблюдения несомненно обнаружат подобное же явление и у других растений.] Таким образом, остается притти к выводу, что наши весенние растения обладают замечательной способностью роста под снегом зимой. Уходя осенью под снег с чуть тронувшимися в рост органами — корневищами, клубням^ и почками, — они выходят из него уже с развернувшимися стеблями, листьями и нередко даже с окрашенными бутонами. В лесу во время снегосхо- да молодые части весенних растений нередко пробиваются сквозь снег (рис. 8). [Как показали последующие наблюдения, не только у весенних, но и у некоторых позднецветущих растений, например у бора развесистого (рис. 9), овсяницы лесной, душистого колоска под снегом происходит дальнейшее формирование соцветия, начавшееся осенью. У других растений, обычно раннецветущих, например подснежника, птицемлечника, под снегом происходит дальнейшее формирование пыльцы и зародышевого мешка семяпочки, сопровождающееся активным делением клеток, прячем этот процесс идет даже в мерзлой почве.] Рис. 9. Подсиежиое развитие развесистого бора: 1 — соцветие и его боковая ветвь И ноября 1945 г.; II — то же 24 марта 1946 г.; III — боковая ветвь соцветия 24 марта 1946 г. (по И. Г. Серебрякову). 22
Почему в лиственном лесу зимой ив промерзает почва Какие же условия необходимы для того, чтобы растения могли расти в лесу под снегом? При удалении снега почва ширрколяственного леса оказывается совершенно талой, благодаря чему из нее без труда можно выкапывать растения. Замечательно, что в таком же талом состоянии сохраняется почва в лесу в течение всей зимы даже тогда, когда стоят тридцатиградусные морозы. Нередко осенью, еще до образования снежного покрова, почва в лесу сковывается морозом, однако в дальнейшем, уже в начале зимы, она полностью оттаивает, и лишь у самой поверхности остается неглубокий полумерзлый слой в 2—3 сантиметра толщиной. Этим почва широколиственного леса резко отличается от почвы хвойного или смешанного леса, которая зимой сильно промерзает, причем мерзлота здесь сохраняется довольно долго и сходит лишь спустя много дней после исчезновения снежного покрова. Чем же объясняется столь своеобразный тепловой режим почвы широколиственного леса? Прежде всего, в нем, по сравнению с хвойным лесом, имеется гораздо более пышная .лесная подстилка из опавших листьев. Ее роль в жизни леса очень велика. Не касаясь сейчас других сторон, укажем, что лесная подстилка — чрезвычайно плохой проводник тепла благодаря ее рыхлости и большому количеству воздушных полостей, а также и потому, что она состоит из веществ, обладающих малой теплопроводностью. Кроме того, лесная подстилка очень влагоемка; вода же примерно в два раза более теплоемка, нежели почва. Таким образом, лесная подстилка, уменьшая теплопроводность почвы, препятствует ее охлаждению зимой; летом она защищает почву днем от инсоляции, а ночью — от лучеиспускания* понижая тем самым суточные и годовые колебания температуры. Весной, в период снеготаяния, а также во время зимних оттепелей незамерзающая почва широколиственного леса продолжает нормально впитывать просачивающуюся влагу, благодаря чему здесь редко образуется ледяная корка. Все это создает благоприятные условия для развития растений под снегом. Как растут растения под снегом Хотя на поверхности тающего снега температура и может значительно повышаться, в нижних его слоях, даже в разгар снеготаяния, она остается неизменной — близкой к нулю или даже несколько ниже. Нуль градусов для большинства растений, 23
Рис. 10. Подснежное развитие гусиного лука. Позеленевшие листья торчат из тающего снега (по фото автора). в частности для пшеницы, является предельно низкой температурой роста, при понижении которой всякий рост прекращается. Для клена и сосны такой границей является 7° тепла, для кукурузы— 9°, а для огурцов—15°. Что же дает возможность весенним растениям расти при таких низких температурах? Тут прежде всего необходимо отметить, что все весенние растения — подснежники — являются многолетними. Они развиваются за счет подземных органов — корневищ, луковиц или клубней, в которых откладываются питательные вещества. Таким образом, рост весенних растений в его первых фазах идет за счет превращения уже готовых органических веществ, и процесс фотосинтеза, т. е. усвоения углекислоты, не является здесь необходимым. Вследствие этого рост весенних растений гораздо меньше зависит от внешних условий. Какие же питательные вещества находятся в подземных кладовых? Если осенью разрезать корневища ветреницы или клубеньки чистяка, то при помощи обычной йодной реакции нетрудно убедиться в присутствии в них крахмала. ®днако, как только у растений закончится период покоя и они начнут свой рост, крахмал, отложенный в корневищах и клубнях, превращается в сахар. Сахара отличаются от крахмала своей способностью растворяться в воде, поэтому они передвигаются по растению к молодым растущим частям и служат источником энергии для дыхания, которое здесь совершается весьма интенсивно. Дыхание — это 24
то же горение, хотя и очень медленное. При нем выделяется теплота; поэтому здесь уместен вопрос: могут, ли нагреваться растущие под снегом части весенних растений в результате дыхания? Рис. 11. В березовом лесу ранней весной (фото А. Г. Банникова). 25
Всем известно, как «горит» навоз, который поднимает температуру в парниках до 40°; это нагревание целиком обязано дыхательной деятельности многочисленных бактерий и грибов, -. которых в прелом навозе развивается великое множество. Однако наблюдать выделение тепла при дыхании высших растений^—' дело довольно трудное. Если бы нам удалось при помощи самых совершенных приборов измерить температуру листьев, не нагреваемых солнцем, или внутренность ствола какого-нибудь дерева, то мы выяснили бы, что она несколько ниже или равна температуре окружающего воздуха. Происходит это потому, что одновременно с некоторым нагреванием в процессе дыхания, растения,, испаряя воду, теряют теплоту. Чтобы наглядно убедиться как велика может быть потеря тепла в результате испарения, налейте себе на руки какую-нибудь быстро испаряющуюся жидкость, например спирт или эфир. Вы получите ясное ощущение холода. Чем больше поверхность растения, тем соответственно сильнее будет излучаться тепло в результате испарения; поэтому листья, имеющие обычно очень большую поверхность, быстро теряют образовавшуюся в процессе дыхания теплоту. Нагревание растений в результате их дыхания в некоторых случаях удается наблюдать непосредственно на их растущих частях. По данным великого французского натуралиста Ла- марка, у Arum italicum — растения из семейства ароидных — цветочные початки значительно нагреваются. Дальнейшие наблюдения показали, что соцветия пальм, некоторых саговниковых, а также цветки гигантской водяной кувшинки — Виктории регии — нагреваются порой на 10° выше температуры окружающего воздуха. В связи с этим возникает вопрос, не происходит ли значительного нагревания в результате дыхания у молодых растущих частей весенних растений, развивающихся под снегом. На рис. 12 мы воспроизводим картину развития альпийских растений у тающего фирна (фирн — слежавшийся снег). Мы видим здесь изящные колокольчики сольданелл (Soldanella pusilla и S. alpina), пробивающиеся сквозь снежный покров, листья живородящей гречихи (Polygonum viviparum), также развивающиеся под снегом. В альпийских условиях, где снег долго залеживается, подснежное развитие растений самое обычное явление, служащее очень важным приспособлением растений к короткому вегетационному периоду. Благодаря такому заблаговременному развитию растения успевают здесь закончить свой жизненный цикл и принести зрелые семена до наступления осени. При цветении сольданеллы в снегу бутоны ее могут пробить- 26
a в H 3
ся сквозь слой снега лишь благодаря выделяемой ими при ды- хании теплоте. Растение, растапливая снег, образует вокруг сво^ их растущих частей особые пещерки, а в дальнейшем, когда оно достигает поверхности снега, — и глубокие воронки. В наших лиственных лесах во время снегосхода у торчащих из-под снега листьев и стеблей весенних растений можно наблюдать образо» вание воронок, что, повидимому, всецело зависит от работы солнечных лучей и в этом отношении аналогично образованию кольцевых проталин вокруг деревьев, о котором мы уже гово-< рили. Раскапывая снег, мы никогда не замечали каких-либо" признаков, указывающих на способность ростков весенних растений растапливать вокруг себя снег. Можно полагать, что хотя дыхание у них идет достаточно энергично, но повышение ; температуры при этом не настолько велико, чтобы оно могло оказывать заметное влияние на кристаллы снега, окружающего растения. Впрочем, все это остается еще в значительной степени в области предположений, так как специальных исследований с применением точной аппаратуры в этом направлении еще не проводилось. Мы уже указывали, что в результате растворения запасных веществ, главным образом крахмала, молодые растущие части весенних растений бывают богаты сахаром. Это значит, что клеточки их наполнены клеточным соком, представляющим собой концентрированный сахарный раствор. Всякий же крепкий раствор, как известно, замерзает при значительно более низкой температуре, чем дестиллированная вода; поэтому нежные ростки весенних растений могут переносить без особого вреда тем-' пературы ниже нуля. Важно также, что даже в случае промерзания нежных стебельков весенников при сильном падении температуры промерзшие части из-за снежного покрова оттаивают очень медленно и постепенно, поэтому замерзание проходит без вреда для растений. Возможна ли под снегом ассимиляция Способны ли молодые развивающиеся под снегом листья и стебли к самостоятельному питанию путем усвоения углекислоты из атмосферы? Или они существуют и развиваются лишь за счет готовых органических веществ, отложенных в подземных кладовых — в корневищах, луковицах или клубнях? Прежде чем ответить на эти вопросы, необходимо выяснить, имеется ли хлорофилл в развивающихся под снегом листьях, так как хлорофилловое зерно является той крохотной лабораторией, 28
где при участии солнечного с»ета из углекислоты и воды растение создает сложные органические соединения. Хлорофилл для своего образования требует определенных условий — прежде всего света. Общеизвестно, что растения вырастают в темноте желтыми, лишенные зеленой окраски. Кроме света, нужна определенная температура, наличие кислорода е воздухе и присутствие ^солеи железа в почве. Прежде всего посмотрим, как обстоит дело со светом. Проникает ли он в достаточном количестве сквозь толщу снега? Соответствующие измерения, произведенные Н. Н. Калити- ным, показали, что некоторая часть солнечных лучей проникает сквозь снег вплоть до почвы — разумеется тем больше, чем тоньше смежный покров. Так, при глубине снежного покрова в 5 см до почвы доходит 45%' солнечного света, при глубине 115 см —6 %, а при глубине 60 см — всего 0,3—0,6 %. Сырой снег менее прозрачен для солнечных лучей: мокрый снег толщиной в 10 см пропускает лишь 3% лучистой энергии. Установлено также, что светопроницаемость снега падает с увеличением его плотности, однако до известного предела. Когда плотность снега достигает консистенции льда, светопроводность его снова возрастает. Можно полагать, что в тонких слоях снега, т. е. в последние дни перед снегосходом, световые условия могут быть благоприятны для образования хлорофилла в молодых листьях весенних растений, однако оно тормозится низкой температурой. В настоящее время принято считать, что минимальной температурой для образования хлорофилла является 2—3°, однако возможно, что у некоторых растений этот минимум может быть снижен, так как различные растения предъявляют самые различные требования к внешним условиям. Так или иначе тот факт, что листья гусиного лука и медуницы выходят из-под снега слабо позеленевшими, позволяет предполагать возможность образования хлорофилла хотя бы в самые последние дни перед снегосходом. Точно так же обстоит дело в отношении ассимиляции. Установлено, что некоторые весенние растения способны усваивать углекислоту при сравнительно низких температурах; в частности, наблюдения над белой дубравной ветреницей (Anemone nemo- rosa) показали, что у этого растения значительная ассимиляция начинается еще при 0°. Не располагая в настоящее время прямыми наблюдениями, указывающими на возможность ассимиляции под снегом, мы можем на основании ряда косвенных данных предполагать, что этот процесс может иметь место у наших весенних растений лишь в последние дни снеготаяния. Однако эта 29 {., Hi* k .»
чутв теплящаяся ассимиляция не может иметь большого значения в их жизни, так как вряд ли она способна восполнить трату питательных веществ, происходящую в растениях при процессе дыхания. Рост растений под снегом, таким образом, в основном происходит за счет готовых органических веществ, за счет запасов, отложенных в подземных органах. Какие растения способны к подснежному росту Способность к росту под снегом свойственна далеко не всем обитателям широколиственного леса. Напрасно стали бы мы искать ее у таких видов как ландыш, майник, соломонова печать, или купена (Polygonatum), или таких вечнозеленых растений как зеленчук (Galeobdolon luteum) или живучка (Ajuga rep- tans). Поэтому большую группу весенних растений, обладающих подснежным развитием, куда входят такие виды как ветреница, медуница, чистяк, хохлатки, голубые пролески, гусиный лук, мы можем с полным правом называть подснежниками. Эта группа растений замечательна еще в другом отношении. Она цветет очень рано, в первые дни снегосхода, образуя в лесу пышный разноцветный ковер, и затем впоследствии очень быстро отмирает, нередко даже не дождавшись момента полного созревания семян. Такие виды растений, как, например, ветреница лютиковая (Anemone ranunculoides), различные виды хохлаток (Со- rydalis), голубые пролески (Scilla), чистяк (Ficaria ranunculoides) и гусиный лук (Gagea lutea), отмирают уже в начале июня, т. е. в первой трети вегетационного периода, и совершенно скрываются под землей, где остаются нх подземные органы. Что же получается с недозрелыми плодами? Оказывается, они обладают замечательной способностью дозревать, лежа на земле. Так, например, коробочки гусиного лука не успевают раскрыться до того, как растение окончательно пожелтеет и завянет, и растрескиваются, пролежав некоторое время на поверхности почвы. У других подснежников, например у ветреницы лютиковой, семена могут прорастать в незрелом виде, т. е. когда отдельные части семени еще полностью не сформировались. Невольно возникает вопрос: что заставляет наши подснежники расти при низких температурах под снегом или в условиях первых обманчивых весенних дней и уходить на покой в разгар лета, в момент, наиболее благоприятный в климатическом отношении? 30
Наиболее вероятно предположить, что они являются растениями светолюбивыми н вегетируют лишь в светлую безлистную фазу леса, когда его прозрачный полог пропускает большое количество света. Когда устанавливается затенение, интенсивность света падает, и эти растения начинают отмирать. Как сильно меняется освещение в лесу летом, видно хотя бы из следующих цифр, полученных для букового леса, отличающегося особой тенистостью. В середине мая, когда листва на буках только еще развертывалась, интенсивность освещения на опушке леса по отношению к полному дневному свету достигала Vs, а в глубине леса V1'. Неделей позже количество света на опушке упало до Vе, а в глубине уже до V30, в начале же июня, когда листва на деревьях уже полностью развернулась, интенсивность освещения соответственно сократилась до V20 на опушке и до Vе4 в глубине леса. Сколько-нибудь точных, подробных исследований о световой потребности наших подснежников, к сожалению, не произведено. Если принять полный дневной свет за единицу, то световой максимум этих растений всегда меньше единицы и колеблется для ветреницы в пределах от V2 до V5, а для хохлатки — от '/* до V4, причем последняя при интенсивности света от '/"> до V33 может лишь слабо вегетировать, хотя никогда не цветет. Таким образом, можно полагать, что наши подснежники не являются светолюбивыми растениями, но вместе с тем не переносят н сильного затенения, которое устанавливается в широколиственных лесах с полным развертыванием листвы. [Измерения, проведенные в подмосковных лесах, показали, что в июне н июле до поверхности почвы в липовых лесах доходит лишь V20—Vs" полного солнечного света.] Весенние растения широколиственного леса по сравнению с видами, цветущими в середине лета, развиваются не только в условиях различной световой интенсивности, но и в условиях различной продолжительности «рабочего дня», который и определяет прохождение световой стадии развития растений. Различают растения длинного дня, быстрее развивающиеся в условиях продолжительного освещения, и растения короткого дня, цветение н плодоношение которых наступает раньше, если, наоборот, сократить световой день до определенных пределов. Различная реакция растений на продолжительность дневного освещения в известной мере, но далеко не всегда связана с их более северным или более южным происхождением, так как в различных широтах длина дня и ночн различна. Наиболее короткий день наблюдается на экваторе, где он равен ночи и 31
предоставляет растению 12 рабочих часов. С удалением о? вкватора к северу «£ли югу продолжительность дня летом увеличивается, причем у полюсов*мы будем иметь летом непрерывное t освещение н беспросветную полярную ночь зимой,- Однако даже' в одном и том же географическом пункте продолжительность дня в течение года "не остается постоянной. Как известно, наиболее длинные днн стоят в средней полосе РСФСР во второй половине июня, а самые короткие во второй половине декабря. Соответственно этому растения, развивающиеся и цветущие ранней весной, находятся в иных условиях в отношении продолжительности освещения, чем растения, цветущие в середине лета'.:;. Как сильно меняется продолжительность дня в течение вегета'4's ционного периода в Ленинграде, можно видеть нз следующие данных: Средвяя продолжительность дня в часах н 1 II HI Ш , 6.48J 9,281 11,4 IV| VI VII VIIIVIII 14,22/16,34 117,56 j 17,34/ 15,8 минутах по IX | X 12,42| 10,8 месяцам XI 7,26 5.22 И В результате этого рабочий день весенних растений, цветущих в начале мая, укорочен примерно на 2Vsi часа по сравнению с видами, цветущими в разгар лета, в конце июня. Можно ли, однако, особенности ритма развития наших весенних растений объяснять всецело их особой световой природой?, На этот вопрос вряд ли можно ответить положительно. Ведь в наших широтах имеется еще второй период с коротким дневным освещением — это осень. Как видно из приведенных цифр, сентябрь под Ленинградом имеет среднюю продолжительность дня, равную 12 ч. 42 м., тогда как средняя длина апрельского дня— 14 ч. 22 м. Средняя температура октября даже несколько выше средней апрельской температуры; кроме того, в это время полог леса снова становится прозрачным; тем не менее наши весенние растения не используют этих осенних возможностей для своего роста. Иное можно наблюдать в лесах Кавказа, где имеется группа растений, зацветающих осенью после листопада. Так, например, белая лапчатка (Potentilla micrantha), имеющая Лнст^я, чрезвычайно похожие на листья земляники, цветет рано весной и затем снова глубокой осенью, не теряя, однако, в течение лета своих листьев, которые вообще "сохраняются у нее круглый год. Точно так же ведет себя и изящный бесстебельный первоцвет (Primula acaulis) и морозник (Helleborus caucasicus). Несколько иначе развивается другое растение горных лесов Кавказа и Крыма -=- 32
F" ,1-*Уг*:: А;4^Й^йШ!ДШЙ:">>-:. : .Jfffl t- i; £** e«*4' '<./« "л»4 «И Рис. 13. Развитие подснежника (фото автора). дикий цикламен (Cyclamen ibericum), близкий родственник садового цикламена (С. persicum), часто культивируемого в оранжереях. Дикнн цикламен зацветает очень рано, как только j, сойдет в лесах снежный покров, а в малоснежные годы цветет и Весна и осень 22
знмои во время оттепелей на проталинах. Его кожистые листья на первый взгляд производят впечатление вечнозеленых; однако они не долговечны и в середине лета полностью отмирают, так что в это время растение скрывается целиком под землю, где находятся его крупные плоские клубни. С наступлением осени к моменту листопада жизнедеятельность цикламена снова возобновляется. Крохотные крючкообразные листья, едва заметные летом на верхушке клубней, начинают быстро расти и ассимилировать, и к началу зимы, когда большинство обитателей леса находится в состоянии глубокого покоя, это растение стоит в зеленом уборе с крупными, уже окрашенными бутонами. В нашей полосе такие виды, со столь резко выраженным осенним ростом, почти отсутствуют, причем в группе подснежников их нет совершенно. [Как показали последующие наблюдения, многие лесные растения в условиях Подмосковья используют сентябрь и октябрь для активного роста и формирования своих органов возобновления. В течение осени происходит формирование органов цветка и, в частности, у некоторых ранневесенних растений (Scilla sibirica — пролеска) развитие пыльцы и семяпочки. В течение этих месяцев наблюдается также значительный рост побегов будущего года у пролески многолетней (Mercurialis perennis), адоксы мускусной (Adoxa moschatellina), сочевичника весеннего (Orobus vermis), ветреницы лютичной (Anemone ranunculoides), чистяка лютичного (Ficaria ranunculoides) и других. Нередко эти Рис. 14. Цветущий подснежник (фото А. Г. Банникова). Н
побеги достигают поверхности подстилки и возвышаются до 1,5—2,0 см над уровнем почвы. Любопытно, что отмеченный выше осенний рост наших лесных растений к декабрю чрезвычайно сильно замедляется. Растения как бы входят в период зимнего покоя, из которого они выходят только в феврале; после этого растения вновь начинают заметно расти под снегом.] Что мешает подснежникам расти осенью Мы уже указывали, что осенью в наших лесах имеется, казалось бы, ряд возможностей к росту ранневесенних растений, относящихся к группе подснежников. В это время полог леса снова становится светлым, понижается температура воздуха и увеличивается влажность почвы, приближаясь к условиям весны. Вместе с тем уменьшается и продолжительность дня: в октябре в среднем день становится короче, чем в апреле. Мы видели также, что на юге, в лесах Кавказа н Крыма, имеются растения, использующие все эти осенние условия для своего роста; в нашем же климате такие виды из числа наших подснежников отсутствуют, Они не растут осенью даже в оранжерее и до известного времени находятся в периоде покоя. Какие же условия необходимы этим растениям, чтобы завершить свое развитие? Почему они так упорно не растут осенью и, наряду с этим, с середины зимы начинают расти под снегом, казалось бы, в самых неблагоприятных условиях? До недавнего времени такую же загадку в отношении своего развития представляли озимые сорта хлебов, которые, как известно, не колосятся при весеннем посеве, н все попытки заставить нх развиваться нормально в этом случае оставались безре- Рис. 15. Цветущий подснежник (фого автора). 35
Эультатными. Исследования академика Т. Д. Лысенко показали, что развитие растений слагается из отдельных последовательных стадий. Каждая нз этих стадий требует для своего прохождения определенных внешних условий. Для нормального развития озимой пшеницы необходимо, чтобы растения на первой стадии своего развития при прочих условиях подвергались воздействию низкой температуры от 0 до 2°, т. е. прошли стадию яровизации; в дальнейшем же, однако, при переходе в световую стадию растениям, наряду с другими условиями, необходима определенная длина дня; температура при переходе к плодоношению должна быть сравнительно высокой. Таким образом, одно и то же растение на различных этапах своего развития предъявляет различные требования к внешним условиям. При отсутствии необходимых условий перехода от одной стадии к другой не происходит, и развитие растений либо приостанавливается, либо идет ненормально. Учение академика Лысенко о стадийности развития растений объясняет нам многое, что было до сих пор непонятным. В частности, переходя к особенностям ритма развития наших подснежников, нужно полагать, что для своего нормального развития растения должны пройти стадию яровизации при низких температурах. После того как почва в лесу в результате осенних заморозков промерзнет я находящиеся в ней подземные части весенних растений подвергнутся значительному охлаждению, растения оказываются способными продолжать свое нормальное развитие будущей весной. [В отлнчие от озимой пшеницы и ржи, требование пониженных температур у ранневесенних лесных растений выявляется осенью тогда, когда на их побегах будущего года в почках, корневищах и клубеньках полностью заложены соцветия и отдельные цветки будущего года. У растений озимых, как известно, формирование цветков протекает лишь пбсле прохождения стадии яровизации, во время или даже по окончании световой "стадии. Вот почему осеннее требование низких температур у ранневесенних растений нельзя отождествлять со стадией яровизации у озимых злаков. Может быть это требование пониженных температур для последующего развития этих растений является одной из следующих стадий развития, существование которых отмечал Т. Д. Лысенко.] На то, что охлаждение действительно является необходимым условием для развития некоторых весенних растений, указывают опыты академика В. Н. Любименко с клубеньками чистяка. Эти клубеньки начинают прорастать с осени, затем развитие их 36
полностью приостанавливается. Вызвать его продолжение удастся, лишь подвергнув клубеньки действию низкой температуры. Наши опыты показали, что охлаждение клубеньков в течение нескольких дней до температуры, близкой к нулю, не оказывает заметного действия. Повидимому, необходимо либо более сильное, либо более длительное охлаждение. Сходные результаты получились также в моих опытах с обыкновенной хохлаткой (Согу- dalis solida). Если осенью накопать клубни этого растения, посадить их в плошки и поставить в оранжерею или комнату, то они очень долго не развиваются, находясь в состоянии покоя. Развитие обычно начинается лишь В январе, причем, как пра- Рис. 16. Развитие различных ви- вило, получаются карликовые дов хохлаток без промораживания: экземпляры, в 2—3 см высоты „„, _ мрликовый экземшшр плотной хох- (РИС. 16), С КОРОТКИМ убоГИМ латки; справа — нормально развитой экземп. ляр кавказской хохлатки. соцветием, едва выставляющимся нз прикорневого чешуйчатого листа. Интересно, что листья у таких экземпляров почти не развиваются, так что растения эти не могут ассимилировать и быстро погибают, не успев принести зрелых плодов. Однако, если с осени часть банок с клубнями хохлатки оставить под снегом, где-нибудь в саду, а затем взять их среди зимы н внести в оранжерею, то из них развиваются нормальные растения, которые приносят зрелые семена. Точно такой же результат получается при опытах с выгонкой сон-травы (Pulsatilla patens). Этих опытов еще далеко не достаточно, чтобы делать окончательные выводы о тех условиях, какие необходимы нашим подснежникам для нормального развития. Они должны быть повторены и поставлены на различных объектах, и в этом деле многие из читателей могли бы принять участие. 37
О чем говорят жизненные особенности наших подснежников Изучая жизненные особенности наших подснежников, нетрудно заметить, что их ритм развития не гармонирует с периодичностью нашего климата. В самом деле, эти растения уходят на покой в самое благоприятное время года и, наоборот, развиваются зимой, под снегом. Правда, таким образом, они получают ряд преимуществ как в отношении освещения, которое затем сильно падает в лесу, так и в отношении конкуренции с другими обитателями леса, которые к этому времени еще не развились. Возникает вопрос, не является ли этот ритм развития отпечатком каких-либо иных климатических отношений, в условиях которых он мог бы оказаться гармоничным? В самом деле, способность подснежников развиваться при низких температурах зимой, при условии длительного охлаждения, и нх чрезвычайно короткий период вегетации, приуроченный к холодной и влажной части года, не указывают ли на то, что перед нами растения — выходцы из стран с холодным и коротким летом? Выясним прежде всего, не являются ли наши подснежники выходцами нз далеких северных стран, где вегетационный 1.4>иод очень короток и суров. Уже давно исследователи указывали, что полярная флора в сущности является весенней флорой, и подчеркивали ее чрезвычайно быстрое развитие в тундре, после того как сойдет снежный покров. Однако эти же исследователи отмечали, что на Крайнем Севере сравнительно мало растений типа нашей ветреницы, хохлатки, пролески, гусиного лука, т. е. растений с отмирающими на зиму стеблями и зимующими подснежными органами — корневищами, луковицами и клубнями. В основном на Крайнем Севере преобладают растения вечнозеленые с зимующими стеблями или листьями, причем среди этих растений различают низкие карликовые кустарники или растения-подушки. Почва на Крайнем Севере зимой промерзает чрезвычайно сильно и в обширном районе вечной мерзлоты летом оттаивает на незначительную глубину. Кроме того, световые условия Крайнего Севера как будто не соответствуют природе весенних растений. В высоких северных широтах летом день очень продолжителен, а между тем подснежники, повидимому, являются растениями короткого дня. Мы видим, таким образом, что условия далеких северных окраин не соответствуют ритму развития весенних эфемеров. 38
1 Рис. 17. Весенний разлив на Рыбинском водохранилище (фото С. С. Турова). Перенесемся мысленно в более южные широты и посмотрим, нет ли там для них подходящей обстановки. Исследователи Альп давно уже обратили внимание на замечательную способность альпийских растений расти под снегом. Почва на альпийских лужайках под глубоким снежным покровом совершенно не промерзает; раскопав снег в середине зимы, здесь можно наблюдать у многих растений образование свежих листьев и бутонов. Весной сквозь тающий снег цветет альпийская сольданелла, о подснежном росте которой мы говорили выше. Кроме того, на высоте от 1650 до 2890 м в июне наблюдали цветение сквозь снежный покров толщиной в 10— 20 см альпийского крокуса, камнеломки (Saxifraga oppositifolia), злака сеслерии (Sesleria coerulea) и голубой пролески (Scilla bifolia). Последнее растение обитает и в дубравах в западных частях лесостепной полосы, где оно является одним из типичных подснежников. Подснежное развитие растений наблюдал в альпийской зоне Алтая известный исследователь этой страны В. В. Сапожников. 39
«Ranunculus frigidus, — пишет он об одном нз альпийских лютиков, — не стесняется даже сплошным покровом снега; где он не толст, вы видите, как бутоны цветов, покрытые черным пушком, пробивают снежную корку и выставляются над ней, но расцвести вполне не могут; пусть тающий снег отступит хоть на один вершок, золотисто-желтые цветки скоро раскроются». Особенно ярко выражен подснежный рост в альпийской зоне Кавказа. Здесь, во влажных районах, например в Западном Закавказье, мощный снежный покров тает чрезвычайно медленно и сильно задерживает развитие растительности. Однако она не дожидается его исчезновения, и большое количество видов образует под снегом листья и бутоны с тем, чтобы немедленно расцвести, как только вокруг стеблей образуются проталинки. Целый ряд луковичных растений: песий зуб (Erythronium dens canis), различные виды голубых пролесок (Scilla), виды хохлаток (Corydalis conorhiza и др.), гусиные лукн (Gagea), золотистая сон-трава (Pulsatilla lutea), некоторые виды ветрениц (Anemone caucasica и др.) и много других растений можно наблюдать здесь весной под снегом. В условиях сурового альпийского климата способность растений к росту под снегом является очень важным биологическим приспособлением. Благодаря этому они успевают закончить свой жизненный цикл и принести зрелые семена до наступления осени, а также накопить в результате ассимиляции в своих подземных органах необходимые питательные вещества, за счет которых начинается в будущем году их развитие. Однако вернемся с далеких альпийских лужаек Кавказа в наши леса, откуда мы невольно отвлеклись, изучая жизненные способности подснежников. Какой же вывод мы можем сделать нз нашей экскурсии по снежным вершинам гор? Мы подметили ряд общих черт в ритме развития у типичных альпийских растений и у обитателей наших лесов. Сходство это,^ можно полагать, не является случайным. Мы знаем, что в отдаленные от нас времена на значительной части территории СССР и Европы альпийские условия действительно имели место. Это было в ледниковое время, когда спустившийся со Скандинавских гор мощный ледяной покров в несколько километров толщиной покрывал те места, где ныне раскинулась угрюмая тайга или зеленеют кудрявые дубравы. В это же время по соседству с тающим льдом на равнинах могли обитать растения с коротким и быстрым ритмом развития, вроде наших ветрениц, хохлаток и других ранних весенних расте- 40.
пий. Здесь, в этих условиях, или еще раньше, в горах, мог сложиться нх своеобразный ритм развития, сохранившийся до нашего времени. Отсюда наши подснежники могли в дальнейшем перейти в лиственные леса, где при наличии иепромерзающей почвы н благоприятных световых условий они нашли себе как бы вторую родину. Конечно, следует иметь в виду, что все эти соображения о происхождении жизненных особенностей наших подснежников представляют собой лишь предположение, о правильности которого нам позволят судить лишь дальнейшие исследования. Во всяком случае, глядя весной на букетики лазоревых пролесок, желтых ветрениц или лиловых хохлаток, задумайтесь над тем, что перед вами находятся интереснейшие растения, свидетели далеких прошедших эпох, сохранившие в своих жизненных особенностях следы чуждого нам сурового ледникового времени. [В настоящее время справедливо критикуется высказанная здесь гипотеза о происхождении наших ранневесениих лесных растений из альпийских и приледниковых форм. Есть гораздо больше оснований полагать, что эта группа ранневесениих растений эволюционно развилась здесь же, в условиях широколиственных лесов, с их светлым раиневесеииим периодом и отсутствием конкуренции других травянистых видов в период нх весеннего развития. О собственно лесном происхождении свидетельствует географическое распространение этих растений и, в частности, наибольшее разнообразие и богатство раииевесенних растений в широколиственных лесах тех территорий (юго-западная часть СССР, Балканы и т. д.), которые не испытали действия ледников и сохранили в значительной степени свой растительный покров с третичного периода. По своей древности группа ранневесениих растений не уступает древности самих широколиственных лесов. Из всей этой группы лишь селезеночник (Chrysosplenium alternifolium) может быть причислен к приледни- ковым растениям. Он и в настоящее время в своем распространении достигает крайних северных пределов Евразиатского материка, доходя до зоны арктических пустынь.]
ЛЪъ^ЩЯ&&&&* Глава третья ИЗ ЖИЗНИ НАШИХ ЛИСТВЕННЫХ ДЕРЕВЬЕВ И КУСТАРНИКОВ РАННЕЙ ВЕСНОЙ |^аждый, даже самый поверхностный наблюдатель знает, с ** какой поразительной быстротой развиваются наши лиственные деревья и кустарники, из года в год одеваясь листьями и убираясь цветами, то яркими и душистыми, то скромными и невзрачными, радуя наш глаз сочной и нежной зеленью, являющейся таким приятным контрастом однообразным краскам зимы. Внезапное пробуждение деревьев, распускание почек и захватывающая динамика дальнейших каждодневных изменений являются наиболее ярким выражением наступления весны, особенно в условиях города, где мы лишены возможности видеть развитие и цветение весенних травянистых растений или какие-либо другие признаки весеннего пробуждения растительного мира. Многое в весеннем развитии наших самых обычных деревьев кажется нам хорошо знакомым. Однако в действительности дело обстоит не совсем так: при более внимательном рассмотрении мы обнаруживаем ряд интереснейших и далеко еще не до конца изученных явлений. Первое цветущее дерево Какое дерево зацветает первым в средней полосе Европейской части СССР? Таким первенцем, открывающим сезон цветения у деревьев, является ольха. Соцветия ее невзрачны, но все же в период массового цветения они непременно обратят на себя наше внимание, если мы будем в это время проходить вблизи ручья или у оврага, где обычно встречаются ольхи. Еще издали можно заметить рыжеватый оттенок кроны дерева. Подойдя ближе, мы увидим большое количество поникших сережек, которые при ма- 42
г I '*• * Рис. 18. Черная ольха ранней весной. На ветвях видны многочисленные сережки (фото А. Г. Банникова). лейшем постукивании по стволу или дуновении ветра будут выбрасывать целые облака желтой пыли. Кроме этих сережек, мы найдем на ольхе также многочисленные черные шишечка. В то время как сережки представляют собой мужские соцветия ольхи, эти шишечки являются прошлогодними женскими соцве
тиями, которые все еще продолжают висеть на дереве и опадают лишь к началу лета (рис. 19). Происходит это потому, что они еще не выполнили своей задачи до конца, так как семена ольхи, созревающие еще осенью. 44 Рис. 19. Ольха серая (сверху) и ольха клейкая (внизу).
высыпаются лишь в самом конце зимы и обсеменение этого дерева едва лишь успевает закончиться к началу нового цветения. Мы обратили внимание читателя на прошлогодние женские соцветия ольхи еще и потому, что по ним очень легко разобраться, какое собственно дерево находится перед нами. Дело в том, что у нас встречаются два вида ольхи: серая и клейкая. У черной, или клейкой ольхи (Alnus glutinosa), шишечки сидят на ножках от 1 до 0,5 см длины, тогда как у серой ольхи (Alnus incana) они лишены ножек. Кроме того, черная ольха, как показывает ее название, имеет черный ствол с сильно потрескавшейся корой, тогда как ольха серая имеет гладкую кору пепельного цвета. Летом оба эти дерева легко различить по листьям: у черной ольхи они тупые и выемчатые, а у серой ольхи — острые. Оба вида ольхи отличаются и условиями своего местообитания. Черная ольха — дерево, свойственное сырым местам с проточной влагой. Она часто встречается в поймах рек, образуя в их притеррасной части так называемые «ольшанники». Серая ольха значительно менее требовательна к влаге и встречается на водоразделах, нередко на сухих почвах, хотя обитает и на низиннЫх болотах, главным образом по их окраинам, и хорошо переносит застой влаги. В противоположность черной ольхе, слагающей чистые насаждения, серая ольха встречается как примесь в лесах северной полосы или образует временные насаждения на месте порубок, лесных пожарищ и заброшенных пашен. В Ленинградской области встречаются оба вида ольхи, в Московской же проходит южная граница распространения серой ольхи. Севернее Москвы — это обычнейшее дерево, южнее же она начинает встречаться реже, а близ Оки мы ее уже ие находим на водоразделах. Однако вернемся к нашей теме и познакомимся с тем, что можно наблюдать на ольхе ранней весной. Прежде всего возникает вопрос, что дает возможность ольхе зацветать так рано, раньше всех других деревьев? Такое быстрое зацветание обусловлено заблаговременной подготовкой соцветий. В середине зимы или даже осенью мы всегда обнаружим на ветвях ольхи характерные мужские сережки, правда, в это время плотно стянутые и более мелкие. Когда же образовались эти сережки? Вероятно, с осени? Оказывается, что появляются оии еще раньше—в самый разгар лета, но в это время они не заметны среди густой листвы. В течение лета сережки заметно растут и к октябрю достигают нормальной величины. В таком виде висят они всю зиму на оголенных ветвях дерева с тем, чтобы с первыми теплыми 45
весенними" днями вновь начать свое развитие. Достаточно одной недели, чтобы они заметно увеличились в объеме, потрескались и раскрыли свои пыльники. Цветение и опыление у ольхи Рассмотрим теперь строение мужских сережек ольхи. Для этой цели нам будет полезна лупа, так как цветы ольхи очень мелки и в одной сережке их находится очень большое количество, примерно около трех сотен. Отдельные цветочки, состоящие из четырехраздельного околоцветника с четырьмя короткими тычинками, собраны по три и окружены пятилопастной щитовидной прицветной чешуйкой. Вначале эти чешуйки плотно прижаты друг к другу, однако в дальнейшем, с первыми весенними днями, стержень соцветия начинает быстро расти, вытягиваться и повисает, так что отдельные группы цветков оказываются на некотором расстоянии друг от друга. Интересно, что рост этого цветочного стержня происходит при более низких температурах, чем развитие листьев и вегетативных побегов. Мужские сережки ольхи во время цветения выделяют огромное количество пыльцы. Так, например, одна сережка средней величины дает около 25—30 мг пыльцы, которая, как известно, очень легка. Благодаря этому она долго держится в воздухе, переносимая ветром на значительные расстояния. Первоначально осев где-нибудь на ветвях дерева, она при новом порыве ветра может вновь продолжать свое путешествие, так как жизнеспособность пылинок очень велика. В природе они не теряют способности к прорастанию в течение почти целого месяца. Интересно при этом отметить, что чем суше воздух, тем дольше сохраняет пыльца свою жизнеспособность; большая влажность воздуха ускоряет ее гибель, дожди же вообще препятствуют ее распространению и задерживают цветение дерева. Обратим теперь внимание на женские соцветия ольхи. Они значительно мельче мужских и располагаются по соседству с ними, на концах тонких веточек; при этом в момент цветения мужских сережек, которые поникают вниз, они оказываются значительно приподнятыми, что уменьшает возможность опыления женских соцветий пыльцой с той же ветви. Женские цветки, как и мужские, имеют четырехраздельяый маленький околоцветник, который срастается с прицветиой чешуйкой. В дальнейшем эти чешуйки деревянеют и образуют шишечку, о которой мы упоминали выше. В центре цветка располагается пестик с двумя нитевидными рыльцами пурпурового 46
цвета. В завязи находятся две семяпочки, из которых в дальнейшем после оплодотворения развиваются семена. Ольха — типичное ветроопыляемое растение, поэтому цветки ее не имеют ни яркого венчика, ии аромата. Впрочем, последнее ие совсем верно. В сухую погоду пылящие сережки ольхи издают тонкий и довольна приятный запах. Интересно отметить в связи с этим, что цветущую ольху, особенно черную, охотно посещают пчелы, и поэтому ее причисляют к разряду медоносных растений. Пчелы, которые в это время года совершают свой первый облет, собирают пергу, как называют пыльцу пчеловоды, и откладывают первые капли меда. Однако польза от пчел растению невелика: легкая сухая пыльца не прилипает к их телу. В период цветения ольха, как и ряд других ветроопыляемых деревьев, еще совершенно лишена листьев. Ее почки начинают развертываться лишь тогда, когда дерево совершенно отцветает, или даже спустя неделю. Это обстоятельство, несомненно, является важным приспособлением к ветровому опылению, так как, если бы деревья в момент цветения находились в своем летнем уборе, сколько пыльцы оседало бы на листьях, не выполняя своего назначения! Однако, наряду с этим, следует отметить, что значительная часть наших деревьев, опыляемых с помощью насекомых, цветет также до полного распускания листьев. Сюда относятся наши фруктовые деревья, которые в первой половине мая одеваются в пышный убор и стоят, «как молоком облитые», а также различные клены, ивы и др. Можно сказать, что вообще у всех деревьев нашей полосы раннее цветение до периода ассимиляции является правилом, а такие виды, как липа, а из иноземных—> конский каштаи, у которых ассимиляция предшествует цветению или идет параллельно ему, яЬляются исключением. Совсем иная картина наблюдается у травянистых растений. Здесь цветение, как правило, наступает после развития листвы, и такие растения, как мать и мачеха, сон-трава и некоторые другие, у которых развитие начинается с цветения, являются сравнительно редкими. Первый цветущий кустарник Почти одновременно с ольхой раиией весной, «когда еще в глубине леса лежат сугробы снега, зацветает на опушке, на припекаемых солнцем склонах лещина, или орешник, обычный я всем известный в наших" лесах кустарник. Впрочем, орешник популярен лишь поздним летом, когда созревают его плоды; ■веной на него никто не обращает внимания, особенно когда он 47
стоит без листьев. Между тем как раз в это время он, пожалуй, и наиболее интересен в биологическом отношении. Цветение орешника принимается некоторыми фенологами за начало третьего периода весны, которая в это время окончательно вступает в свои права. В это время обычно уже устанавливаются теплые солнечные дни, снег быстро тает и пробуждение растительного мира с каждым днем становится все заметнее. Если береза и клен началом своего сокодвижения как бы улавливали первые проблески наступающей весны, то скромные цветы лещины знаменуют, собою ее полный разворот, окончательную победу над зимой. Раннее зацветание орешника, так же как и ольхи, возможно лишь благодаря заблаговременной подготовке его соцветий. В течение всей зимы на' его ветвях можно видеть мужские сережки, в которых имеются вполне сформированные цветочки. Они стойко переносят тридцатиградусные $юрозы, однако стоит им только начать свое развитие, как они уже становятся более чувствительными к понижению температуры и в период цветения нередко страдают от, заморозков. Строение мужских сережек орешника на первый взгляд напоминает уже знакомые нам сережки ольхи. Однако здесь есть существенное различие. Мужские цветы орешника лишены околоцветника. Они состоят из двух прицветных чешуек и кроки щей чешуи, к которой прирастают четыре тычинки (рис. 21). Рис. 20. Цветущая лещина (фото автора). в дубраве 48
Рис. 21. Орешник: слева — мужской цветок; в центре — женское соцветие; справа — отдельный женский цветок. Впрочем, каждая из этих тычинок расщепляется при "своем основании так, что на первый взгляд их кажется восемь. Цветочная сережка весной J " развивается с исключительной быстротой. Как только пригреет солнце и повысится температура, сережки начинают трескаться, а стержень, на котором сидят цветки, растягивается и растет почти на глазах. Так, например, на срезанной ветке орешника во влажной камере стержень мужской сережки за сутки удлинился на целых 3 см. Быстрота растрескивания пыльников находится в тесной зависимости от степени влажности воздуха. Во влажной атмосфере открытие пыльников затягивается на несколько дней, если же перенести сережку в сухое место, оно наступает уже через полчаса. Это обстоятельство имеет большое значение в жизни растения. Оно позволяет ему как бы пережидать дождливую погоду и откладывать цветение до более благоприятного времени. Впрочем, в дождливую погоду уже раскрывшиеся щели пыльников обладают способностью вновь смыкаться. Это также значительно сокращает непроизводительный расход пыльцы. Количество пыльцы, выпускаемой орешниками в период цветения, огромно. Одна сережка его' дает около 4 миллионов пыльцевых зерен, и если принять, что таких сережек на среднем кусте будет не менее сотни, а на самом деле значительно больше, то можно представить gP^, '"■■" ifi себе, какое колоссальное количество iW V мельчайших пылинок носится весной j [ Я в воздухе наших лесов. Обратимся теперь к женским Рис. 22. Орешник в середи- Цветкам орешника. В отличие от муж-- не лета. Видны сформиро- ских, они зимой скрыты в почке и вавшиеся мужские сережки, становятся заметными лишь весной, 49
когда из чешуи появляются пурпуровые кисточки рылец (рис. 23). Околоцветник на женских цветках почти не заметен. Рис. 23. Орешник: 1 — ветки с плодами (слева) и сережками (справа); 2 — женские цветки; 3 — мужской цветок; 4 — плодниковый цветок; 5 — диаграмма мужского цветка; 6 — то же женского соцветия. Они состоят лишь из завязи с двумя нитевидными красными рыльцами. Имеет ли какое-нибудь биологическое значение интенсивно- красный цвет рылец? Многие, вероятно, обращали внимание на то, что молодые листья, развивающиеся из почек весной, или ростки травянистых многолетних растений имеют яркокрасную окраску. Она хорошо видна на крупных ростках конского щавеля или на молодых листьях клена, вишни или дуба. Эта красная окраска объясняется наличием в тканях растений особого пигмента — антоциана, растворенного в клеточном соке. На нем мы еще остановимся более подробно в главе о листопаде, а сейчас укажем, что антоциану в настоящее время приписывается роль дополнительного улавливателя света. Поглощая зеленые и синие лучи спектра, он способствует повышению температуры в клетках, что в прохладное весеннее время имеет большое значение. Считается, что интенсивно-розовый цвет рылец орешника, так же как и пурпуровая окраска женских соцветий ольхи, уско- ы
ряет, таким образом, прорастание пыльцы на рыльцах, которое происходит более энергично в условиях повышенной температуры. Когда закладываются почки у лещины Развертывание листьев у орешника наступает значительно позже его цветения. Лишь после того как мужские сережки отпылят, потемнеют, высохнут и начнут опадать с ветвей, начинают распускаться почки, покрывая кустарник нежной зеленой дымкой. Почему листовые почки распускаются значительно позже, чем женские цветочные почки или мужские сережки? Почему с такой закономерной последовательностью идет развитие нашего кустарника, сначала раскрывающего свои скромные цветки, а затем одевающегося в свой зеленый наряд? Можно полагать, что у орешника, так же как и у большинства других наших деревьев и кустарников, цветущих до распускания листьев, развитие цветочных и вегетативных почек требует различных температурных условий. Для развертывания вегетативнб1х почек требуется значительно больше тепла, чем для развития цветочных. Почки орешника, начав свое развитие, в дальнейшем распускаются чрезвычайно быстро, так как в них все необходимые части заложены уже с предыдущего года. Это формирование почек происходит гораздо раньше, чем обычно себе представляют, и уже в середине лета у большинства наших деревьев и кустарников на молодых побегах всегда можно найти вполне сформировавшиеся почки (рис. 24). [Например, 17 мая в Подмосковье на молодых растущих побегах Рис. 24. Поперечный разрез Рис. 25. Поперечный разрез почки орешника (увеличено). почки ольхи (увеличено). 5/ I t
орешника в почках было обнаружено 4—5 зачатков листьев, из них 2—3 с уже заложенной листовой пластинкой, 11 июня — 7 зачатков листьев, 4 июля— 9 зачатков, 29 июля — 11 зачатков и уже в конце июля—■ в августе формирование побега будущего года в почках орешника было закончено.] Замечательно, что уже в вто время в пазухах крохотных листьев в почке под сильным увеличением можно было обнаружить мелкие почечки из двух-четырех чешуек. Эти зачатки почек должны, таким образом, дважды перезимовать, прежде чем они начнут свое развитие. Вот какой длинный путь развития проходят почки орешника, прежде чем они станут заметными нли мы обратим и а и их о.„ ■)(. п внимание! Гж. 6Ь. Развитие почек орешника тт весной. Рост побегов. „Что же представляет собой почка лещины? Это зачаточный побег, т. е. побег с еще не развитыми междоузлиями — участками стебля, находящимися между листьями. На рис. 24 представлена листовая почка орешника, увеличенная в 15 раз. На нем видно, что основная масса почки образована почечными чешуями, наряду с которыми имеются также и настоящие листья, собранные причудливыми складками. Глядя на представленный разрез, трудно подметить какую- нибудь правильность в расположении почечных чешуи и листовых зачатков, но при внимательном рассмотрении и препариров- ке легко можно установить происхождение почечных чешуек. Еще легче обнаруживается их природа при весеннем росте побегов (рис. 26). Что представляют собой почечные чешуи У большинства растений, например у земляники, боярышника, шиповника и других, у взрослых листьев мы можем различить четыре основные части: пластинку листа, которая служит. 52
для светового питания растений, черешок, который поддерживает листовую пластинку, основание листа, которое прикрепляет лист к стеблю, и, наконец, прилистники. Прилистники имеют обычно вид двух маленьких листочков, расположенных у основания листового черешка, и назначение их не всегда бывает ясно с первого взгляда. Однако та значительная роль, которую они играют в жизни растений, становится понятной весной, когда почки на деревьях начинают развиваться. Оказывается, что у орешника, как н у многих наших деревьев — дуба, вяза, липы, осины и кустарников, почечные чешуи, играющие столь существенную роль в жизни растений зимой, представляют собой не что иное как прилистники, которые в почке значительно опережают своим развитием соответствующие им листья. Мы знаем теперь, что представляют собой почечные чешуи у орешника. Посмотрим, как они устроены. Здесь есть одна любопытная подробность. Если сделать через почечную чешуйку поперечный срез и посмотреть ее под микроскопом, мы обнаружим внутри особую полость (рис. 27). Эта полость наполнена воздухом, который, как известно, является очень плохим проводником тепла. В результате этого увеличивается защитная роль чешуи, которые предохраняют нежные листовые зачатки от резких колебаний температуры. У орешника прилистники опадают, выполнив свое назначение, сразу после того как разовьется побег, и летом их на побегах найти уже невозможно. У липы это опадение прилистников Рис. 27. Разрез через почечную чешуйку: а — общий вид (в центре — воздухоносная полость); б — то же при более сильном увеличений. в момент распускания листьев бывает настолько заметно, что в липовых лесах весной вся почва, под деревьями бывает усыпана 53
розоватыми или слегка позеленевшими почечными чешуями —~ прилистниками. У других деревьев прилистники сохраняются в течение всей жизни растения. Они зеленеют и участвуют в ассимиляции. Однако не следует думать, что у всех наших деревьев и кустарников почечные чешуи образованы прилистниками. У смородины прилистники крайне недоразвиты и в ее почках чешуи представляют разросшиеся основания листьев (рис. 28). Основаниями листьев представлены почечные чешуйки и у клена, ясеня, шиповника, ели и др. В этом нетрудно бывает убедиться в момент распускания почек, где легко можно наблюдать все переходы между почечными чешуями и настоящими листьями. [Иногда почечные чешуи представляют целый недоразвитый лист, главную роль в которых играют листовые пластинки. Такие почечные чешуи развиваются у сирени, бересклета, жимолости, волчьего лыка и др.] После того как побег орешника закончит свое развитие — цветение, развертывание ростовых почек, рост побегов и заложение новых почек, мы не заметим дальнейших существенных изменений. Тем не менее летом происходят важные процессы Рис. 28. Строение почки смородины. Переход от почечных чешуи к обыкновенным листьям. Хорошо заметно, что чешуи представляют собой разросшиеся основания листа (по В. И. Фаворскому). 54.
созревания семян в оплодотворенных завязях и отложение запасных веществ в листовых почках и цветочных мужских сережках, что обеспечивает их развитие будущей весной. Созревание семян у орешника происходит крайне медленно. Кпья ula ——— 2*1ш> Осина ВВдней ■ ЗОдней Черемцага 50дней Желтая • 72дня акация Липа • 79 дней Дуб 97дней Орешник ^Одней Рис. 29. Продолжительность периода плодоношения у различных деревьев (ориг.). Несмотря на то, что этот кустарник цветет чрезвычайно рано, плоды его полностью созревают лишь к сентябрю. Этим он резко отличается от других наших деревьев н кустарников, период плодоношения которых является значительно менее продолжительным (рис. 29). Особенно любопытно, что период созревания плодов у ивы и осины обычно не превышает месяца, тогда как у орешника он в среднем равен четырем месяцам. С чем связаны эти особенности плодоношения различных растений, сказать пока трудно; впрочем, в дальнейшем мы еще частично вернемся к этому вопросу. Наши ивы ранней весной Ранней весной среди наших ветроопыляемых деревьев и кустарников, увешанных скромными, невзрачными сережками, цветущие кусты ив еще издали привлекают к себе внимание. В это время на сером, еще прозрачном фоне леса резко выделяются яркожелтые ивовые соцветия, густо покрытые липкой пыльцой и издающие тонкий и приятный аромат. Впрочем, еще задолго до цветения многие ивы, особенно красная верба, становятся достаточно заметными благодаря своим изящным пушистым соцветиям, известным под названием «барашков». Внезапное появление этих барашков в середине зимы, в январе или феврале, представляет одно из любопытнейших явлений в жизни нашей природы. 55
Однако прежде чем познакомиться с жизненными особенностями ив, необходимо отметить, что их существует у нас большое количество видов. Во флоре СССР в настоящее время насчитывается около 170 видов ив, причем в одной лишь Московской области количество их доходит до 40. При таком видовом разнообразии ивы обладают способностью давать друг с другом помеси, причем нередко двойные и тройные. В настоящее время известны даже пятерные и шестерные помеси, разобраться в которых чрезвычайно трудно. Мы будем иметь в виду лишь некоторые наиболее известные и распространенные ивы из числа тех, которые цветут рано весной до распускания листьев. Сюда относится всем известная красная верба, или краснотал (Salix purpurea), распространенная на юге Европейской части СССР, доходящая на севере до южной границы Московской области и введенная в культуру; козья ива, или ива-бредииа (S. саргеа), повсеместно распространенная в лесах, и пепельная ива (S. cinerea), растущая по сырым ме« стам большей части СССР. Другие широко распространенные у нас ивы, как, например, белая ветла (S. alba) или ломкая ива (S. fragilis), растущие по берегам прудов и у жилья в виде крупных плакучих деревьев, цветут значительно позже, одновременно с развитием молодых листьев. Рассматривая осенние побеги наших ив, мы обнаружим на них крупные продолговатые почки, спирально расположенные на побеге. Эта спираль, кстати сказать, здесь отличается особой сложностью и Рис. 30. Цветущая козья ива: обычно бывает выраже- мя,""и"»Г2»Г,"'в,"ш «а дробью 7*. Это зна- '56
чит, что между двумя почками, расположенными непосредственно друг под другом на одной прямой линии, находятся восемь почек, через которые спираль делает три полных оборота. Присмотревшись внимательно к почкам, нетрудно заметить среди них некоторое различие: одни из них — ростовые •— более узкие, вверху равномерно суживаются, другие же — цветочные — более толстые и только на самом конце заостренные (рис. 31). Те и другие почки плотно стянуты черноватой или коричневой чешуйкой, которая у ив имеет вид сплошного колпачка. Этим они отличаются от близко родственной им осины и тополей, а также и от остальных наших деревьев, почки которых имеют большое количество обособленных друг от друга почечных чешуек. Более детальные исследования показывают, что колпачок ив состоит из двух сросшихся чешуек, которые представляют собой первичные листочки, располагающиеся по бокам закладывающейся почки. Когда пробуждаются от зимнего сна Рис. 31. O.ia- ЦветоЧНЫв ПОЧКи ивы дение колпач- ков у козьуй Период покоя у наших ранних ив продолжается ивы в конце обычно до середины января. До этого времени их зимы (по ри- почки плотно стянуты чешуями и не обнаруживают '^"д Ср ™гту" каких-либо заметных изменений. Однако, начиная товой). с конца января, цветочные почки начинают выявлять несомненные признаки начинающегося роста. Колпачки при самом основании трескаются и, не будучи в состоянии охватить набухающую цветочную сережку, постепенно сдвигаются к ее вершине или в сторону, а затем и вовсе опадают. Впрочем, процесс этот идет чрезвычайно медленными темпами и обычно заканчивается полностью лишь ко второй половине марта. [Иногда этот процесс начинается раньше — в конце октября — в ноябре. Но это наблюдается обычно в случаях теплой затяжной осени и позднеосенних оттепелей.] Сбрасывание колпачков у наших ранних ив представляет собой чрезвычайно интересное явление. В феврале бывают самые низкие температуры, нередко трещат двадцатиградусные морозы и почва промерзает, на максимальную глубину. Тем не 51
менее набухание цветочных сережек с несомненностью указырает на начало развития растений и выход их из зимнего оцепенения. Жизнь наших деревьев зимой изучена еще далеко не достаточно, однако естр основание полагать, что в периоды оттепелей и в теплые солнечные дни в отдельных ветвях ив начинается сокодвижение. В них происходит превращение запасных веществ и передвижение их к почкам из различных частей кроны и ствола. [Более ста лет назад, в конце сороковых годов прошлого века, профессор Московского университета Н. И. Железное с большой убедительностью показал, что у наших деревьев происходит рост н увеличение сухого веса почек в течение зимнего периода, несмотря на стоящие зимой морозы. Работы советских ученых в последние годы подтвердили, что в течение зимнего периода в почках наших деревьев н кустарников происходят не только активные процессы дыхания и превращения веществ, но и деление клеток, завершение формирования пыльцы н семяпочек в цветках будущего года.] Проследим теперь дальше за развитием цветочных сережек у ивы. Сброснв свои колпачки, они выглядят изящными, пушистыми белыми шариками, похожими издали на маленькие пучки ваты. Что же представляют их многочисленные волоски? Ответить на этот вопрос лучше всего в момент цветения ивы. В это время нетрудно заме- Рис. 32. Цветущая ива: 1 — тычиночное соцветие; 2 — плодниковое соцветие; 3—4 — отдельный тычиночный цветок до и во время цветения; 5 — плодниковый ТИТЬ, ЧТО СОЦВвТИЯ ИВ бывают цветок; 6 — плодник в разрезе (схема). двух видов — мужские И 58
женские, причем они расположены на различных кустах таким образом, что на одном кусте имеются лишь мужские сережки, а на другом — женские. Мужские цветы ив построены очень просто. Они лишены околоцветника и прикрыты лишь одной чешуйкой в пазухе, в которой располагаются обычно две (у некоторых ив больше) тычинки. Чешуйки обычно двухцветные: внизу желтовато-ьеле- ные, наверху черноватые. Верхняя часть чешуйки (ряс. 32) покрыта длинными многочисленными волосками, которые придают еще не расцветшей сережке характерный пушистый облик. Значение этих волосков в жизни растения вполне понятно. Одевая, словно шубой, бутоны, они дают им возможность без всякого вреда переносить низкие температуры и ее резкие колебания в то время, когда прикрывающие их колпачки опадут. Женские цветы ив имеют сходное строение, за исключением лишь того, что здесь вместо тычинок располагаемся продолговатая утолщенная книзу завязь, напоминающая по форме бутылочку. Эта завязь наверху переходит в столбик с двураздельным рыльцем, клейкая поверхность которого улавливает попадающую на него пыльцу. Кроме чешуек, тычинок и пестиков, в мужских и в женских цветах ив имеются при основании кроющих чешуек особые нектарники, выделяющие сладкий сок — нектар. Ивы, в отличие от большинства других наших раннецветущих деревьев и кустарников, опыляются с помощью насекомых, которых привлекает, с одной стороны, ароматный нектар, а с другой, — большое количество пыльцы, густо облепляющей в период цветения цветочные сережки. Такое простое строение цветов у наших ив, лишенных каких- либо следов околоцветника, как-то не вяжется с их способом опыления; кроме того, все остальные, кстати сказать, более древние представители семейства ивовых — различные тополи и осина — являются типичными ветроопыляемыми растениями. Поэтому в настоящее время считается, что ивы являются вторично приспособленными к опылению с помощью насекомых, причем приспособление это могло возникнуть в сравнительно недавнее время. На это указывает, между прочим, большое число видов насекомых, посещающих цветы ивы, доходящее до восьмидесяти. Среди них мы встретим шмелей, обыкновенных и земляных пчел, бабочек и некоторых мух. Этот разнообразный ассортимент опылителей указывает на то, что у ив нет особой специализации в этом направлении, тогда как цветы большинства других энтомофильных (опыляемых с помощью насекомых) растений строго приспособлены к определенному виду или опре- 55
деленной группе насекомых. С некоторыми из этих приспособ-' лений мы ознакомимся в следующей главе. Интересно отметить также, что в настоящее время имеются1 основания полагать, что предки наших ив имели обоеполые цветки, на что указывает не столь уже редкое появление у козьей ивы особых уродцев в виде цветов, имеющих и пестик, и тычинки. Возможно, что переход к двудомности дал ивам ряд преимуществ в отношении предохранения от самоопыления.- Впрочем, все это еще остается в области самых отдаленных предположений. Особенности созревания и прорастания ивовых семян Наши ивы замечательны своим чрезвычайно ранним плодоношением. Можно сказать, что в этом отношении среди других наших древесных пород они не имеют себе конкурентов. Лишь родственные им осина и тополи, да еще вяз отстают от них на незначительный отрезок времени (см. рис. 29). У козьей ивы период созревания семян от оплодотворения до начала обсеменения в среднем равняется 24 дням и во всяком случае не превышает месяца, в то время как у лещины период плодоношения достигает 130 дней, т. е. продолжительнее более чем в пять раз. С чем связаны столь быстрые темпы созревания плодов у ивы? На этот вопрос мы можем ответить лишь предположительно. Дело в том, что семена ив и осины очень скоро теряют всхожесть. Происходит это, видимо, потому, что семенная кожура у них чрезвычайно тонка, семена очень быстро отдают влагу и высыхают. Считается, что семена ив лучше всего прорастают через 24 часа после их отделения от материнского растения; у более старых семян процент всхожести начинает постепенно снижаться. Так, семена красной вербы через 40 дней дают еще 21 процент всхожести, тогда как у семян полуторамесячной давности он падает до 10 процентов. Отсюда ясно, что семена ив не- способны к длительному периоду покоя. Не имея возможности перезимовывать и сохраняться до весны будущего года, они используют для своего развития текущий вегетационный период, с тем чтобы уйтн под снег уже в виде окрепших однолетних растений. Быстрота, с которой происходит оплодотворение и созревание плодов у ив и осины, позволяет без особого труда получать вполне всхожие семена даже на срезанных ветках этих деревьев. Если взять ветки с мужских и женских экземпляров ив или 60
осины ранней весной до начала их развития в природе и поставить их в комнате в банках с водой, то после окончания цвете-4 ния обычно завязываются плоды, которые созревают в самом непродолжительном времени. Подобного рода веточная культура в комнате может быть использована для получения помесей у различных видов и форм ив. К моменту созревания семян ив их плоды-коробочки раскрываются по двум швам (рис. 33), выставляя большое количество мелких семян, снабженных длинными и густыми волосками. Благодаря этим волоскам семена могут распространяться иа значительные расстояния, чему способствует их ничтожный вес и малые размеры: семена козьей ивы имеют .1,2 мм в длину и 0,3 мм в ширину, а'семена пепельной ивы (Salix cine- геа)—1,3X0,4 мм. Попутно интересно заметить, что величина семян у ив не стоит в прямой зависимости от величины самого растения. Среди ив известно большое количество карликовых видов, образующих миниатюрные кустарники, почти не поднимающиеся над поверхностью почвы. На рис. 34 представлена одна из таких карликовых ив (Salix reticulata), обитающая в тундре и на Крайнем Севере нашего Союза. Несмотря иа столь огромную разницу в величине этого растения по сравнению с нашей козьей ивой, достигающей 10 м высоты, семена карликовой ивы имеют 1,1 мм длины при 0,3 мм в поперечнике, т. е. почти не отличаются по своим размерам от семян предыдущего вида. Ивы, осины и тополи развевают по ветру такое огромное количество пуха, что местами, оседая на землю, он производит впечатление свежевыпавшего снега. Поэтому существуют специальные указания, запрещающие посадку в городах женских экземпляров этих деревьев. Не раз возникал вопрос вб использовании ивового и тополевого пуха для промышленных целей в качестве особого суррогата ваты. Однако это оказалось нерентабельным, ввиду трудности отделения волосков от оболочек семян и недостаточной длины и прочности самих волокон. Рис. 33. Обсеменяющаяся коробочка козьей нвы (сверху) н отдельное семя (внизу). 61
Особенности прорастания семян главнейших широколиственных деревьев Еще больший биологический интерес, чем ольха, орешник и ива, представляют- наши широколиственные деревья. Здесь мы рассмотрим лишь один момент из жизни наших деревьев и кустарников весной —это особенности прорастания их семян. У большинства наших деревьев семена ие прорастают с осени, хотя в лесных питомниках практикуется обычно их озимый посев. [Посев семян древесных пород в полезащитном лесоразведении проводится в громадных масштабах и ранней весной. Отсюда встает серьезная задача наиболее рационального хранения семян лесных пород в течение зимы. Это тем более необходимо, что жолуди дуба — основной породы степного лесоразведения, а также семена клена и других деревьев при хранении легко поражаются всевозможными вредителями или просто теряют всхожесть. Жолуди дуба, после некоторой просушки при сборе, можно хранить в кучах, причем слон желудей в 8—10 см чередуется со слоем песка; можно хранить в ямах глубиной в 1,0— 1,5. м, где жолуди переслаивают песком, причем в ямах устраи- 62 Рис. 34. Карликовая ива (Salix reticulata)
вают вентиляцию и окапывают их для стока воды и предохранения от грызунов; хранят их и в снегу под пологом леса, или под навесом, причем слой желудей (а также и плодов клена) в 12—15 см чередуется со слоем снега в 20 см, а с началом таяния снега кучу закрывают сверху соломой или еловыми ветвями (проф. Г. Эйтинген).] Весной древесные семена прорастают очень рано. Особенно замечателен в этом отношении клен. Нередко можно видеть, как из его летучек, лежащих прямо на тающем снегу, высовываются белые крючковато согнутые корешки, с очевидностью указывающие, что семена уже начали прорастать при столь низкой температуре. Интересно при этом отметить, что дальнейший рост кленовых побегов требует уже высоких температур, во всяком случае не ниже + 7°. Вскоре после исчезновения снежного покрова на земле в большом количестве можно видеть кленовые семядоли в виде двух вытянутых светлозелеиых листочков, сильно отличающихся по форме от последующих, более сложных настоящих листьев. У клена, так же как у дуба и ряда других растений, питательные вещества, идущие для питания зародыша, заключены в нем самом, в частности, в его первой паре листьев, называемых семядолями. У клена эти семядоли при прорастании выходят из земли, зеленеют и некоторое время ассимилируют, причем позеленение у них нередко наступает еще в семени, однако в дальнейшем по мере развития молодого растения они становятся все тоньше и, в конце концов, отмирают, выполнив свою функцию. У дуба семядоли не обладают способностью к ассимиляции, а играют роль лишь складов питательных веществ, поэтому оии в течение всей своей жизии не выходят из оболочки жолудя. При прорастании жолудь, растрескиваясь, выпускает сначала вниз молодой корешок, а затем развивается стебель, покрытый лишь зачатками листьев в виде мелких красноватых чешуи. Лишь после того как стебель вытянется на несколько сантиметров, на верхушке его появляется несколько настоящих листьев. [В отличие от других древесных пород, проростки дуба образуют в течение первого года жизни чрезвычайно мощную корневую систему; главный корень к концу лета может достигать до 1 м глубины, тогда как надземные стебли едва превышают 10—15 см. Чрезвычайно интересной биологической особенностью дуба является также способность его сеянцев иногда образовывать две и даже три генерации листьев в течение лета. Эта способность дуба к двух-и трехкратному росту толчками в течение лета чрезвычайно напоминает характер роста деревьев суб- 63
трогТических и тропических стран. Большинство ййдов дуба "Лф1 ствительно приурочено к более южным районам,^ причем некой Рнс. 35. Всходы различных деревьев: 1 — липа; 2 — дуб: 3 — вяз; 4 — клен. торые виды его доходят до тропиков. Наш дуб (Quercus pedun- culata) является самым северным видом этого рода.] Очень интересно также прорастание семян у липы. Ее семядоли сильно изрезаны и, таким образом, являются более сложно построенными, чем настоящие листья, что у растений вообще является исключением. Кроме того, семядоли липы очень тонки и нежны; они имеют зеленую окраску и могут ассимилировать, но вместе с тем ие могут служить местом отложения питательных веществ. Последние отлагаются вне зародыша в эндосперме семени и развитие молодого растения идет на первых порах за их счет, пока не вступят в строй его первые листья. Таким образом, назначение семядолей у липы иное, чем у клена или дуба. Они ассимилируют на самых ранних порах ' жизни растения; кроме того, находясь еще в семени, они высасывают из окружающего их эндосперма питательные вещества. Возможно, этим а объясняется их своеобразная лопастная форма, так как увеличение всасывающей поверхности дает растению' определенные выгоды. Прорастание семян различных древесных пород весной можно наблюдать в любом лесу или в парке, иногда в больших количествах. •» £ ,Ь
Наблюдения за прорастающими древесными семенами и их . дальнейшим поведением представляют большой интерес и имеют большое значение. [Изучение биологии древесных пород и, в частности, биологии проростков деревьев и кустарников приобретает особое значение в наше время—время реализации грандиозного Сталинского плана преобразования природы юга и юго-востока Европейской части СССР. Советская агробиологическая наука нашла действенные методы скорейшего и надежного выращивания леса в лесостепных и степных районах нашей страны. Разработанные академиком Т. Д. Лысенко методы гнездового посева дуба, Совмещения посевов деревьев и кустарников с посевами полевых культур, внедрения в новые лесные полосы микоризы легли в основу социалистического степного лесоразведения. Теперь все -с большей остротой встает задача борьбы за долголетие лесных ■ посадок и, в частности, преодоления. так называемого критического возраста леса, когда лесопосадки со второго и третьего десятилетий своей, жизни начинают суховершинить и подсыхать. Щрн решении этой задачи большое значение имеет знание био- .'Логии развития наших деревьев и кустарников в первые годы их- жизни в условиях разных почв и увлажнения!] ****щг 81
Глава четвертая В ШИРОКОЛИСТВЕННОМ ЛЕСУ ВЕСНОЙ |-1игде так резко не чувствуется наступающая весна, как в * 'широколиственном лесу. Он развивается раньше всех других типов растительности и стремительно развертывает перед нами целую гамму быстро сменяющих друг друга картин. Сразу после исчезновения снежного покрова под еще прозрачным пологом леса зеленеет пышный цветущий ковер из подснежников* и других весенних растений; затем появляется в подлеске зеленая дымка, которая постепенно перекидывается на верхний полог леса. Развитие леса весной идет снизу вверх, от нижних ярусов к верхним, и когда полностью развернут свои листья высокие кроны лип или дубов и задернется над лесом зеленый занавес, сразу поблекнут в нем яркие весенние краски: отцветут и пожелтеют подснежники, сбросят свой белый наряд черемуха и рябина. Летом в полумраке леса мы уже почти не встретим цветущих растений, не увидим пестрых весенних бабочек и тяжелых бархатных шмелей, так же как не услышим пернатых обитателей леса, не прекращающих весной ни на минуту своего многоголосого пения. Широколиственный лес весной и летом — это как бы два различных мира, резко отличающиеся между собой не только внешним обликом и характером растительности, но и своим животным населением, поведение и состав которого меняется в соответствии с развитием растительного мира. Чтобы проследить все эти изменения, глубже ознакомиться . с кипучей весенней жизнью леса и разнообразными приспособлениями его обитателей к условиям цветения под его пологом, необходимо почаще наведываться сюда весной. Каждое посещение широколиственного леса в это время сулит нечто новое и интересное. 66
Цветение растений в широколиственном лесу Широколиственный лес в целом, как мы уже указывали, характеризуется чрезвычайно ранним развитием. Сезон цветения в лесу начинается сразу после исчезновения снега и достигает своего апогея во второй половине мая, когда в других типах растительности, например иа лугах или в хвойном лесу, только лишь- недавно началось развитие растений. Это особенно наглядно видно, если мы построим для участка широколиственного леса так называемую кривую цветения. На ней откладывается количество видов, цветущих в лесу в определенный день; поэтому, чтобы построить ее, необходимо в течение всего сезона регулярно посещать определенный участок леса, отмечая все цветущие на нем растения. В результате наблюдений подобного рода кривая построена нами для липового леса под Москвой. Эта кривая имеет две вершины, из которых основная приходится приблизительно на середину мая, а вторая — на середину июня. Таким образом, здесь цветение проходит как бы двумя волнами, а затем к началу июля быстро падает и в середине лета поддерживается всего лишь одним или двумя видами. Развитие растений в условиях широколиственного леса тесно связано с наступлением в нем затенения. В главе о жизни под- Процент затенения 01 03 2,3 9 <3 82100 100 100 100 100 kz» 11- ''303 6Ю1317202427313 7 1014182124 28' 5 8121519222531 7 Апр. май июнь июль Адгу Рис. %■ Кривая цветения кустарников и травянистой растительности вого леса под Москвой в связи с затенением (ориг.). 5* 15 С Г 67
снежников мы уже касались этого вопроса / и выяснили, как сильно падает в лесу интенсивность света, после того как развернется листва на деревьях. Чтобы представить себе это еще нагляднее, наряду с кривой цветения, мы воспроизводим (рис. 36) своего рода кривую затенения, представленную в виде ниспадающей занавески. Эта кривая идет очень круто и в течение недели достигает 100%, т. е. полного затенения. При этом бросается в глаза интересная особенность. Момент установления полного затенения как бы делит кривую цветения иа две части: первый и основной максимум ее приходится на светлую безлистную фазу, второй же имеет место, когда полностью распустится на деревьях листва. Это показывает, что в составе кустарников и травянистой растительности широколиственного леса имеются две различные группы: одна светолюбивая, приурочивающая свое цветение к более раннему времени, и вторая, более теневыносливая, зацветающая уже в условиях, наступившего затенения. К первой труппе относятся все растения типа подснежников (хохлатки, ветреница, чистяк, медуница), а также ряд других весенних растений вроде сочевичника (Orobus vermis), копытеня (Asarum europaeum), петрова креста (Lathraea squama- ria) и пр. Во вторую группу попадает ландыш, майник, купена, 68
или соломонова печать (Polygonatum multiflorum), василистник (Thalictrum aquilegifolium), воронец (Actaea spicata), высокорослые лесные злаки, кустарники вроде черемухи, жимолости и много других растений. [Позднейшие наблюдения показали, что явление двувершин- ности кривой цветения в липовых лесах является вероятно частным и весьма редким случаем в условиях Подмосковья. Как правило, здесь кривая цветения в липовых лесах имеет одновершинный характер с наибольшим числом цветущих видов в последних числах мая — первой декаде июня. Однако одновершин- ность кривой цветения вовсе не противоречит основной мысли автора о том, что под пологом липового леса сменяются две группы растений — светолюбивая, цветущая до середины мая, и теневыносливая, зацветающая позже. Она лишь говорит о том, что с последних чисел апреля и до начала июня происходит неуклонное нарастание числа одновременно цветущих видов на каждом участке леса. Яркость картин ранневесеннего цветения в липовых лесах определяется ~ не многообразием цветущих видов, а большим количеством цветущих растений каждого вида.] Интересно заметить, что обе эти группы растений отличаются не только по времени своего цветения, но и по окраске цветов. Под светлым безлистным пологом зацветают главным образом виды с желтыми и фиолетовыми цветками, опыляющиеся по большей части пчелами, шмелями и бабочками, после же смыкания над лесом зеленой занавеси зацветают исключительно лишь виды, имеющие либо белые, либо бледноокрашенные цветки, большей частью опыляемые мухами. Так, например, если в составе первой группы видов в липовом лесу под Москвой имеется 50%! с желтыми, розоватыми или фиолетовыми цветками и всего лишь 8% с белыми, то во второй группе совершенно нет растений с желтыми, розовыми и фиолетовыми цветками, зато.. процент видов с белыми цветками доходит почти до 60. Остальное в обоих случаях приходится на виды с бескрасочными невзрачными цветками, опыляемыми при помощи ветра. Несколько забегая вперед, укажем так же, что обе группы видов различаются существенным образом и по способу распространения своих плодов и семян. Семена раннецветущих растений распространяются главным образом с помощью муравьев, тогда как виды, входящие в состав второй, более поздней группы, имеют сочные плоды— ягоды, которые поедаются птицами. Белая окраска цветков у растений, цветущих в условиях установившегося затене- , ния, несомненно, очень полезна, так как в полумраке, стоящем [' под пологом леса, особенно под сенью кустарников, белая окрас-
ка бросается в глаза сильнее, чем какая-либо другая. У некоторых растений эта белая окраска сочетается еще с сильным запахом, как, например, у ландыша и майника из травянистых или у черемухи и рябины — из числа деревянистых растений. С чем связана- желтая, розовая или фиолетовая окраска цветков у растений первой группы, сказать трудно. Считается, что у видов, опыляемых шмелями и бабочками, эти оттенки вообще являются преобладающими; бледные же расцветки растений, цветущих в условиях затенения, могут быть поставлены в связь с особенностями освещения под пологом леса; в полумраке белый цвет лучше бросается в глаза. Заметим попутно, что свет, проходя сквозь кроны деревьев, претерпевает не только количественные, но и качественные изменения. Спектр поглощения листьев, а следовательно, и крон деревьев дает сходную картину со спектром поглощения хлорофилла, причем различные древесные породы обладают различной избирательной способностью по отношению к свету, но для всех них, впрочем, характерно поглощение красных, голубых и фиолетовых лучей; теневыносливые же породы, как, например, липа, поглощают, кроме того, оранжевые и синие лучи. Проходя через кроны деревьев и заросли подлеска, свет подвергается своеобразной фильтрации и достигает нижних ярусов в сильно измененном виде. Это важное обстоятельство необходимо учитывать при изучении условий жизни растений под пологом леса. Чем замечательна паша обычная медуница Весна в широколиственному лесу — это сезон цветения; поэтому мы более подробно остановимся на этом сезоне, на примере некоторых наиболее интересных лесных обитателей. Обратим внимание прежде всего на уже известную нам медуницу (Pulmonaria obscura) — растение, обладающее ярко выраженным подснежным развитием. Искать его в лесу ранней весной не приходится. Оно издали бросается в глаза своими лиловыми цветками, и местами, на более светлых участках, дает оплошной цветной ковер. Рядом с цветущими стеблями медуницы, покрытыми мелкими сидячими листьями, располагаются пучки прикорневых листьев, сидящих на длинных черешках. Эти листья отличаются от стеблевых не только своей формой, величиной и способом прикреплеии'я, но имеют и иной характер развития. В то время как стебли медуницы развиваются под снегом в течение зимы и к моменту снегосхода уже имеют позеленевшие листья н окрашенные бутоны, прикорневые листья, или 70
правильнее сказать, вегетативные побеги, находятся еще в периоде покоя и начинают свое развитие спустя лишь некоторое время после полного исчезновения снега., К этому следует добавить, что стеблевые листья медуницы после созревания плодов вскоре отмирают вместе со стеблями и редко доживают до начала июля, т. е. до середины лета. Прикорневые листья, наоборот, вегетируют до поздней осени и в некоторых, особо благоприятных условиях даже зимуют. В более мягком климате Западной Европы медуница вообще может быть отнесена к числу вечнозеленых растений, так как там прикорневые листья постоянно сохраняются в зеленом виде. Таким образвм, у одного и того же вида имеется как бы двойственная природа побегов. Одни из них — цветочные — развиваются под снегом, ассимилируют в прохладное, но вместе с тем светлое время и не долговечны, другие же — вегетативные — не обладают подснежным развитием и ассимилируют летом при полном затенении, сохраняясь до глубокой осени. На прикорневых листьях медуницы можно иногда наблюдать своеобразные белые пятна, которые гораздо лучше выражены на листьях зеленчука (Galeobdolon luteum), тоже типичного обитателя широколиственного леса. Благодаря этим пятнам зеленчук очень интересен в декоративном отношении; недаром в некоторых руководствах по садоводству он фигурирует как ценное декоративное растение и для подвесных ваз. Подобного рода пестролистность особенно широко распространена во влажных тропических лесах, откуда и вошло в культуру большое количество декоративных пестролистных растений. 38. -^йГ-^->** Бабочка-лимонница опыляет цветки медуницы (по фото автора). 7/
Чем же объясняется эта пестролистность? У различных растений она может иметь разное происхождение, но у медуницы, зеленчука и многих обитателей далеких тро- ^ пических лесов она является следствием особого строения листа, приспособленного к усиленному испарению влаги. В тех участках листа, где больше всего развивается устьиц, в губчатой ткани, образуется большое количество щелей и полостей, облегчающих транспирацию. Эти менее плотные участки и выделяются на фоне более темных частей листа, где губчатая ткань значительно плотнее. Впрочем, следует заметить, что у нашей медуницы белые пятна на листьях встречаются сравнительно редко, зато они очень обычны у западноевропейских экземпляров этого растения, растущих в условиях более влажного океанического климата. Остановимся теперь на особенностях цветения медуницы.' Здесь прежде всего бросается в глаза различная окраска молодых и более старых цветков. Только что раскрывшиеся цветки имеют яркорозовую окраску, в дальнейшем она становится фиолетовой и, наконец, синей. На чем осиоваио это изменение окраски цветков с возрастом, мы остановимся подробнее в главе о листопаде, где вообще буйем касаться происхождения окраски j у растений. Сейчас укажем лишь вскользь, что здесь имеет место изменение реакции клеточного сока от кислой (розовая окраска) к щелочной (синяя окраска). Гораздо труднее ответить на вопрос, какое биологическое значение имеет это явление. Некоторые исследователи указывают, что насекомые, опыляющие цветки медуницы и других растений, способных к изменению окраски венчика, определяют по этому признаку, в какой - стадии развития находится цветок и имеется ли в нем нектар. Само собой разумеется, что меньше всего нектара имеется в отцветающих синих цветках, тогда как розовые, наоборот, им : очень богаты. Тем не менее насекомые, по нашим наблюдениям, одинаково посещают цветы и той, и иной окраски. Поэтому можно полагать, что пестрая гамма различных тонов, которую удается наблюдать в соцветии медуницы, делает их более заметными на фоне яркой весенней зелени и лучше бросается в глаза, чем однообразная окраска. Впрочем, здесь нужны еще дополнительные наблюдения. Цветки медуницы обладают еще одной интересной особенностью. Они имеют так называемую гетеростилию, или разностолб- чатость, — своеобразное приспособление, обеспечивающее растениям перекрестное опыление. Если мы возьмем несколько цветков медуницы с различных П
РиЬ. 39. Цветки медуницы: а — короткостолбчатые; б — длшшостолбча- \ тые. экземпляров и сравним их между собой, мы легко обнаружим, что они не однородны. Некоторые из них, более крупные, имеют длинный столбик и короткие тычинки .(рис. 39), доходящие лишь до середины трубки венчика; другие же, менее крупные цветки снабжены длинными тычинками, достигающими почти зубцов венчика, и коротким пестиком. На одном стебле медуницы располагаются цветки лишь одного типа, причем при опылении их пыльцой, взятой с .экземпляров того же типа, имеющих, например, в обо- "ч-- их случаях короткие тычинки и длинный пестик, плоды не развиваются. Этим у медуницы обеспечивается перекрестное опыление, которое производится шмелями и бабочками. Другие насекомые, имеющие более короткий хоботок, например различные двукрылые, для этой цели не годятся, так как нектар в цветках медуницы спрятан при самом их основании, на глубиие не менее 8 мм. Явление разностолбчатости известно, кроме медуницы, у ряда других растений, например у обычного желтого первоцвета, или . баранчиков (Primula officinalis), кислички (Oxalis acetosella) я плакун-травы (Lythrum salicaria). В обоих последних случаях имеется не два типа цветков с различной длиной частей, как у медуницы и первоцвета, а три варианта, что еще более усложняет картину, но вместе с тем и увеличивает интерес к этому своеобразному приспособлению растений к перекрестному опылению. Особенности цветения некоторых других обитателей широколиственного леса Особенности цветения обитателей леса можно заметить буквально на каждом шагу: любопытные приспособления к перекрестному опылению, предохранению от самоопыления, защите нежных частей цветка от непогоды и т. п. В лесу весной нельзя не заметить крупных перезимовавших листьев копытеня (Asarum europaeum), которые своей синеватой зеленью выделяются на фоне ярких красок весеннего ковра. Впрочем, эти прошлогодние «вечнозеленые» листья не так уже 73
долговечны, и на смену им вскоре развиваются молодые. Цветение у копытеня начинается очень рано, как только его темно- красные цветки покажутся из почек, находящихся непосредственно на корневищах, лежащих на земле. Эти цветки невзрачны (рис. 40) и мало заметны под листьями. Они имеют трехраз- дельный околоцветник, нижнюю завязь и 12 тычинок, которые первоначально отогнуты книзу; в центре помещается столбик с широким шестйлопастным рыльцем. В цветках копытеня, так же как у хохлатки (рис. 41) и многих других растений, мы наблюдаем неодновременное созревание половых частей. Однака если у хохлатки раньше развивается" пыльца, а рыльце уже позже" становится ^способным к ее восприятию, то в данном слу-1 чае рыльце копытеня бывает готово для восприятия пыльцы значительно раньше, чем растрескиваются пыльники, даже до того, как раскроется самый цветок. В тот момент, когда листочки околоцветника еще соединены, в щели между ними заползают в цветок различные мелкие мушки и, если они побывали до этого на .другом цветке и испачкались" в его пыльце, опыляют цветок. Насекомых, повидимому, привлекает в цветки копытеня своеобразный перечный запах, присущий всем частям растения, особенно если растереть их между пальцами. В дальнейшем, при созревании пыльников, листочки околоцветника расходятся, насекомые пачкаются в пыльце и, нагруженные ею, выбираются наружу и перелетают на соседний цветок. В то время как для хохлатки перекрестное опыление является необходимым условием для нормального развития семян, без которого они не образуются, у копытеня очень часто имеет место самоопыление. В начале цветения ты- Рис. 40. Копытень: I — цветок; 2 — общий вид растения; 3 — цветок в разрезе; 4 — пыльник (по Д. П. Сырей- щикову). 74
чинки у копытеня бывают отогнуты вниз, впоследствии же по мере отцветания цветка они меняют свое положение и, выпрям» ляясь, соприкасаются своими пыльниками с лопастя- 'ми рыльца. В результате происходит самоопыление, которое здесь является резервным. Цветки копытеня обладают высокой плодовитостью. Огромное большинство их дает плоды с множеством семяи. • В широколиственных лесах часто встречается также пролеска многолетняя (Mercurialis perennis). Несмотря на свое раннее развитие, которое начинается еще с осени и продолжается под снегом зимой, пролеска сохраняет свою голубовато-зеленую листву до глубокой осени и летом господствует в травянистом покрове леса. Ранней весной, однако, это растение имеет светлозеленую окраску и вполне гармонирует с сочной зеленью подснежников. В это время на ее еще невысоких стеблях в пазухах листьев бывают заметны длинные, несколько согнутые сережки, состоящие из мелких, невзрачных цветков (рис. 42). Приглядевшись к этим цветкам, нетрудно заметить, что они однополые. Мужские цветки состоят из трехраздельного околоцветника и 9— 12 тычинок, а женские имеют двугаездную завязь с двумя нитевидными столбиками. Впрочем, и на женских цветах можно заметить одну тычинку без пыльника, х которой прикреплена завязь; эта тычинка, однако, уже утратила свое назначение. На одном и том же стебле пролески мы не найдем и мужских, и женских цветков. Более того, мужские и женские экземпляры растут /большими колониями. Дело в том, что пролеска, подобно ивам, двудомное растение, т. е. такое, у которого мужские и женские цветки находятся на различных экземплярах, а так как пролеска прекрасно размножается при помощи подземных кор- Рис. 41. Хохлатка: слева — нижняя часть стебля и корень; справа — отдельные цветки (по П. Ф. Маеевскому). 75
невищ, то она всегда растет целыми зарослями; одни Из них являются мужскими, а другие — женскими. Пролеска опыляется при помощи ветра, о чем легко догадаться по ее невзрачным цветкам, лишенным нектара и ' аромата. Легкая сухая пыльца, высыпающаяся из пыль-* ников, подхватывается ветром, .переносится таким путем на значительные расстояния от материнского растения и попадает на женские заросли, где и улавливается клейкой поверхностью рылец. Травянистых растений,' опыляемых при помощи ветра, под пологом леса очень мало, зато большинство деревьев, образующих его верхний полог, имеет именно этот, способ опыления, причем цветение у них происходит ранней весной, пока кроны деревьев не оделись листьями. Интересно, что большин- Рис. 42. Пролеска многолетняя: ство ветроопыляемых видов \<~ женский экземпляр; 2 — отдельный цветок; травЯН0ГО ПОКРОВа (за ИСКЛЮ- 3 — часть мужского соцветия. ^ \ чением лишь злаков) цветет в светлую безлистную фазу, когда ветер легче проникает вглубь леса. Кроме пролески, из числа таких весенних ветроопыляемых растений можно назвать: волосистую ожику (Luztila pilosa) и лесные осоки — пальчатую (Сагех digitata) и волосистую (С. pilosa), из которых последняя изобильна в широколиственных лесах и, наряду с пролеской и снытью, может считаться здесь ландшафтным растением. Тем не менее условия жизни в лесах в целом, видимо, не благоприятствуют ветроопыляемости, так как растений с таким способом опыления, как мы уже указывали, здесь очень не-* много. " Несравненно больше их на открытых местах, например на лугах и болотах (многочисленные злаки, осоки, ситники и т. п.). 76
Цветки, которые никогда не раскрываются Подобного рода цветки имеются у так называемой фиалки удивительной (Viola mirabilis), у некоторых других фиалок, а также у ряда прочих растений. Фиалка удивительная — обычное растение средней полосы СССР, замечательна во многих отно« шеииях; весной она имеет пучок крупных почковидных прикор» невых листьев, в пазухе которых на длинных цветоносах располагаются бледноголубые цветки. В это время растение лишено настоящего стебля и с полным правом может быть названо бесстебельным. Совсем по-иному выглядит оно летом, когда у него вырастают настоящие стебли с листьями и довольно много» численными плодами-коробочками различных степеней зрелости. Таким образом, одно и то же растение ранней весной и летом имеет совершенно различный облик. Интересно, что летом коробочки фиалки располагаются на настоящих стеблях, а вовсе не в пазухе прикорневых листьев. Если весной наблюдать за изящными цветками фиалки, то можно убедиться, что они имеют довольно печальную судьбу. Отцветая, они большей частью не образуют плодов и, таким образом, ие приносят растению никакой пользы. На смену им появляются новые ^бутоны, сидящие иа уже развившихся к этому времени стеблях. Однако, сколько бы мы ни наблюдали за ними, ожидая, когда они расцветут, эти цветы не раскрываются, а начинают постепенно приобретать характерную форму плода и, в конце концов, созрев, растрескиваются тремя створками. Такие нераскрывающиеся цветки называются кл е й с т о- г а м н ы м и (от греческих слов «клейпстос» — закрытый и «га- мео» — вступаю в брак). Они способны давать зрелые плоды, образующиеся здесь в'результате самоопыления. В этих цветках пыльники часто вовсе не раскрываются, и пыльца прорастает внутри них. Пыльцевая трубка, пробуравливая стенку пыльника, попадает на рыльце, а затем уже обычным путем проникает внутрь завязи и производит оплодотворение. Образование клейстогамных цветков у фиалки можно рассматривать как приспособление к условиям жизни в лиственном лесу, где наступающее затенение препятствует нормальному цветению. Тем не менее загадочно, почему остаются бесплодными нормальные, или иначе хасмогамные (от греческих слов «хаемое» — открытый и «тамео» — вступаю в брак) цветки фиалки, цветущие под светлым пологом леса, имеющие яркую окраску, сильный аромат и посещаемые шмелями и бабочками. Образование этих цветков, видимо, ныне ничем не оправдывается и является лишь ненужной затратой питательных веществ. 77
Растение подземник Так с полным правом может быть назван петров ,крест (Lathraea squamaria), один из интереснейших обитателей широколиственного леса. Это замечательное растение около 10 месяцев в году находится под землей и лишь на короткий срок появляется над ее поверхностью, чтобы пройти цикл полового размножения: зацвести и принести семена. Вполне понятно, что это приурочивается им к ранней весне, когда лес еще не оделся листвой и в нем налицо благоприятные условия для опыления с помощью насекомых. Ранней весной своеобразные дуговидно-согнутые стебли пет-' рова креста, растущие обычно большими группами, хорошо заметны (рис. 43). Эти стебли совершенно лишены зеленых листьев и после плодоношения вскоре отмирают, так что летом растение можно найти лишь случайно, перекапывая землю, где скрыты его мясистые, густо покрытые чешуями, корневища. Они ветвятся, нередко образуя под землей фигуры, похожие на крест, откуда и произошло название растения. Каким же образом питается петров крест? Он принадлежит к числу паразитов и присасывается к корням других растений, большей частью орешника, а иногда ольхи и липы. Если осторожно откопать это растение, что требует большого терпения, на корневище можно обнаружить округлое расширение, охватывающее корни растения- хозяина. Посредством этой присоски петров крест высасывает питательные вещества из своего хозяина, без которого он не может существовать. Большой интерес представляют чешуи на стеблях петрова креста. Они до сих пор еще в известной степени представляют загадку. Эти чешуи имеют внутри особую полость, которая соединяется с внешним миром посредством узкой щели. Стенки этой полости покрыты особыми железками, напоминаю- Рис. 43. Петров крест. щими по внешнему виду же- 78
лезки насекомоядных растении, какие, например, имеются на листьях росянки, обитателя моховых (сфагновых) болот. Раньше полагали, что петров крест — насекомоядное растение, и его чешуи представляют собой своеобразные ловушки, приспособленные для ловли мелких насекомых. Этот взгляд подтверждался тем, что в полостях иногда находили погибших насекомых, однако неизвестно было, усваивались ли они растением или нет. В настоящее время петров крест уже не причисляют к хищным растениям, хотя за его способность присасываться к другим растениям и отнимать от них питательные соки он в известной степени и заслуживает такое название. Своеобразные полости в его чешуях рассматриваются как камеры для испарения: они являются приспособлением растения к подземному образу жизни. Опыление у петрова креста тоже представляет особый интерес. Рассматривая его цветки в начале цветения, легко заметить, что рыльце в них значительно раньше достигает половой зрелости, чем тычинки, пыльники которых еще долгое время остаются замкнутыми. В это время цветки могут опыляться лишь пыльцой, доставляемой шмелями с других более развитых экземпляров. Затем подрастают тычинки, а столбик, ранее крючко- видно загнутый, выпрямляется, благодаря чему рыльце отодвигается от пыльников. В этой стадии прилетающее насекомое сначала встречает на своем пути рыльце и, оставив на нем часть принесенной пыльцы, достигает пыльникоэ. Эти пыльники сомкнуты в виде щипчиков и, раздвигая их, насекомое пачкается в пыльце. К моменту отцветания, когда столбик завядает, подрастающие тычиночные нити выставляют пыльники за край венчика; вследствие этого становится возможным перенесение пыльцы ветром на соседние более молодые цветки той же кисти. Это является своего рода резервом на случай,! если цветки остались не посещенными шмелями и в пыльниках сохранилось достаточное количество пыльцы. Все эти любопытные подробности из жизни петрова креста можно подметить, если отыскать в лесу ранней весной его цветущие стебли. Однако, чтобы найти их, нужно подольше побродить по лесу, заглянув в более глухие его уголки.
0е i лава пятая В ХВОЙНОМ ЛЕСУ ВЕСНОЙ |блик елового леса или соснового бора весной резко отли-> чается от дубравы или липовой рощи в их веселом весеннем наряде. В то время как лиственный лес привлекает нас своей сочной и яркой зеленью, темнозеленая хвоя кажется нам однотонной и скучной, как и однообразный и неприглядный травянистый и моховой покров хвойного леса, не выдерживающий никакого сравнения с пестрым цветущим ковром дубрав, изобилующим цветущими весенними растениями. Весна в лиственном лесу — это обилие цветов и красок, это — непрерывная динамика ежедневных изменений, с одной стороны, в связи с быстрым распусканием листвы на деревьях и кустарниках и, с другой стороны, в связи с быстрым развитием и цветением весенних растений в травяном покрове. Совсем по-иному выглядит хвойный лес. Это как бы совсем иной мир, резко отличающийся своим сезонным развитием и в первую очередь большим количеством вечнозеленых растений, благодаря которым: его внешний облик почти не меняется по временам года, в силу чего и весна в нем чувствуется гораздо слабее. Однако необходимо оговорить, что мы имеем здесь в виду не нарушенный хвойный лес, а естественные участки, которые еще можно найти даже близ Москвы и Ленинграда, хотя для этого и придется проехать десятка два километров по железной дороге. Наиболее типичным является чистый сосновый бор или чистый ельник без примеси лиственных пород и со слабо развитым» подлеском. В таком лесу обычно сильно развит моховой покров, часто сплошь покрывающий почву, и в большом количестве встречаются характерные обитатели хвойных лесов: брусника, 80.
черника и различные виды грушанок с кожистыми вечнозелеными листьями. Такую растительность в равной степени можно встретить под пологом бора и под пологом елового леса — факт, сам по себе представляющий большой интерес. Почему в хвойном лесу мало весенних растений В хвойном лесу весной прежде всего поражают два обстоятельства — большое количество вечнозеленых растений н почти полное отсутствие весенних растений из группы подснежников, характерных для наших широколиственных лесов. В конце апреля или в начале мая в хвойном лесу мы почти не найдем цветущих растений. Основная масса его обитателей зацветает лишь со второй половины мая, причем большей частью цветение здесь происходит лишь значительно позднее — с середины июня. Особенности сезонного развития хвойного леса обусловлены постоянными, не меняющимися по временам года условиями освещения, почему весенний цикл развития в нем не дает никаких преимуществ. Кроме того, и почвенные условия здесь не благоприятствуют жизни подснежников. Почва мшистого елово- Рис. 44. Еловый лес весной (фото автора). 67
го леса или соснового бора зимой значительно промерзает* что, видимо, стоит в связи с меньшим количеством перегноя в ее верхних горизонтах, а соответственно с этим и с ее меньшей теплоемкостью. Интересно отметить также, что в еловом лесу^ зимой снежный покров бывает значительно менее мощным, чем под прозрачным пологом лиственного леса. Стаивает же он здесь, благодаря более сильному затенению, несколько позже, что в свою очередь задерживает исчезновение мерзлоты. По нашим наблюдениям, под Москвой в мшистом еловом лесу снежный покров исчезает в среднем почти на неделю позже, чем в липовом лесу; мерзлота же сохраняется в нем еще в течение недели, задеожнвая развитие растений. Относительно долгому sp? W, . 'Щ^'Щ' '&::&, й;» <*" ■ ~P"' ' ' 'Ш^ **^-1»3P '»*А. — «■" ,*- Рис. 45. Дубрава летом (фото Л. Г. Морозовоа-Туровой). 82
/ задерживанию мерзлоты в еловом лесу способствует также наличие в нем мохового покрова, который является плохим проводником тепла. Поэтому, когда в лиственном лесу зеленеет пышный цветущий ковер травянистой растительности, в еловом лесу еще нет ни одного цветущего растения. Сезон цветения, открываемый здесь обычно осоками (Carex pediformis и др.), запаздывает по сравнению с лиственным лесом, по крайней мере на две недели. Основная же причина, вызывающая отмеченные особенности сезонного развития хвойного леса, объясняется со-- ставом его растительности, среди которой так много вечнозеленых растений. Магии хвойные леса весной В то время как лиственные деревья весной невольно приковывают к себе внимание быстрыми темпами своего развития, хвойные — сосны, ели и пихты — на первый взгляд не обнаруживают никаких сезонных изменений. Однако, присмотревшись к нашим хвойным поближе, легко заметить у них весной развитие побегов, заложение новых почек и, наконец, цветение. Периодичность нашего климата накладывает и на их развитие резкий отпечаток. Весну наши вечнозеленые хвойные встречают так же, как й лиственные деревья, вполне сформировавшимися почками, плотно стянутыми чешуямн. У сосны, например, на верхушке побегов мы всегда отличим центральную, верхушечную более крупную почку и ряд более мелких, боковых. В середине мая эти почкн трогаются в рост и образуют побеги, причем из верхушечной почки развивается главная ось, а из боковых — ветви, которые у сосны (так же, как и у ели) располагаются мутовками. Молодые побеги сосиы и особенно елн резко отличаются своей свежезеленой окраской от прошлогодней перезимовавшей хвои. Рост их идет очень, быстро, и в течение месяца у молодых растущих на свободе экземпляров побег нередко вытягивается почти на метр. Еще в периоде роста на вершине побега удается обнаружить среди хвои обильно смоченные смолой бугорки. Это — заложенные почки будущего года. Между ними без особого труда удается различить верхушечную и боковые, которые через год дадут начало новым побегам. Таким образом, ежегодно на верхушке у ели и сосны вырастает на определенную длину главный побег и образуются новые мутовки ветвей, количество которых на стволе будет соответствовать возрасту дерева. Впрочем, определение возраста по мутовкам возможно лишь у молодых деревьев, так как впоследствии 6* 83
нижние ветви отмирают, особенно, если дерево растет в густой Насаждении. Такой способ роста, какой мы наблюдали у ели и сосны, когда верхушечная почка ежегодно дает продолжение главному побегу, а боковые почки образуют ветви, носит название моноподиального. Он существенным образом отличается от симподиаль- ного роста и ветвления многих наших лиственных пород, например ивы, лещины, березы, липы. У этих деревьев верхушечная почка еще летом отмирает и опадает вместе с недоразвитой верхушкой побега. В таком случае роль верхушечной почки берет на себя боковая, и боковой побег, развившийся из нее, служит непосредственным продолжением главной оси. Не следует думать, однако, что моно- подиальный способ ветвления свойственен лишь одним хвойным. Его можно наблюдать также у дуба, осины и некоторых других лиственных пород. Рис. 46. Верхушечный побег сосны Одновременно с ростом (по зарисовке с натуры Ю. А. Бе- побегов у наших хвойных ляевои}. развиваются молодые листья. Хвоя у сосны располагается попарно в пучках. Каждый такой пучок представляет собой не что иное, как самостоятельный побег с неразвитыми междоузлиями, ©снованне этого побега бывает покрыто желтоватыми чешуйками, причем в молодом возрасте обе хвоинки также покрыты прозрачными листочками пленчатой консистенции (рис. 48). Наверху между ними при внимательном рассмотрении можно обнаружить зачаточную почку побега. Таким образом, молодые листья у сосны и у лиственных пород бывают заложены еще 84
С осени в почке. Однако в то время как листва у наших деревьев сохраняется только до осени, хвоя не только перезимовывает, но сохраняется в течение 2—3 лет у сосны и 6—10 лет у ели. Впрочем, продолжительность жизни хвои может сильно 85
меняться, в зависимости от внешних условий. Так>*~например', имеются данные, что сосны и ели, растущие на севере и в горах, отличаются большей долговечностью своей хвои, чем деревья, растущие на равнине или в более южных местностях; Наблюдения в западноевропейских Альпах показывают, что если продолжительность жизни хвои у ели на равнине определяется в 4—6 лет, то на высоте 600 м над уровнем моря она повышается до 7—8 лет, а на высоте 1400 м она достигает в среднем 9 лет. Особенной долговечностью хвои отличается кустарниковая форма елн, обитающая на высоте 1750 м над уровнем моря; здесь хвоя доживает до 10—13 лет. [Как показали наши наблюдения в Хибинах (Кольский полуостров) н на Тянь-шане, приведенные здесь данные не являются пределом длительности жизнн хвои. В Хибинах, близ верхнего предела леса, на высоте 300—350 м над уровнем моря, хвоя ели в среднем сохраняется 12—14 лет, достигая единично 20—21 года. Еще большим долголетием отличается хвоя тяньшаиской ели (Picea Schrenkiana) в условиях Заилийского Алатау. На высоте 1600—2200 м над уровнем моря хвоя старых деревьев живет в среднем 18—20 лет, достигая в единичных случаях 26—29 лет. Быстрее всего в горных условиях отмирает хвоя на сильно освещенных частях кроны. Большая длительность жизни хвои в горах и на Крайнем Севере, вероятно, стоит в прямой связи с краткостью вегетационного периода. Период вегетации у верхней и S-i 48. Укороченные побеги сосны: слева — молодые хвоинки (В), окруженные пленчатыми чешуями; справа — укороченный побег в разрезе. Между хвоями видна зачаточная почечка. северной границ леса длится всего 2x/i—3 месяца, т. е. в два раза меньше, чем в условиях Подмосковья. Понятно, что соответственно с этим сокращается и длительность активной жизнедеятельности хвои в течение каждого года. А это неминуемо должно привести к удлинению ^общего срока ее жизнеспособности.] Несомненно, что долговечность хвои должна меняться в различных условиях местообитания, подобно тому как сильно меняется длина хвои и общий облик дерева, в зависимости от того, растет ли оно на плодородной почве, на сухих каменистых местах или на веч- новлажном торфяном болоте. На- 86
Рис. 49. Заросли сныти и пролески в дубовом лесу (фото автора). блюдения над долговечностью хвои в различных условиях представляют большой интерес с точки зрения более детального знакомства с биологией наших деревьев. Техника подсчета возраста хвои очень проста и не требует многолетних наблюдений. Для этого можно воспользоваться определением возраста побега, на котором сохранилась хвоя, по мутовкам. Когда же опадает старая хвоя? Обычно принято считать, что опадает она постепенно, а потому и незаметно для глаза. Несомненно, что большую роль здесь играют дожди и ветры, тем не менее самое пожелтение, отмирание хвои происходит, по- видимому, наиболее интенсивно весной, в то самое время, когда на дереве развиваются молодые иглы. Когда растрескиваются сосновые шишки Оказывается, что важное событие в жизни дерева — обсеменение — также должно быть отнесено к числу весенних явлений. В сосновом бору в апреле- можно услышать характерный треск, непрерывно раздающийся в кронах деревьев. Это растрескиваются чешуи шишек, которые до этого времени были плотно 67
сомкнуты, сохраняя внутри уже давно созревшие сосновые семена. Период, который требуется для созревания сосновых семян, очень продолжителен. Цветение сосны начинается в средней по-; лосе CCCR во второй половине мая, когда появляющиеся при Рис. 50. Продолжительность цветения, оплодотворения и созревания семян у сосны (ориг.). основании молодых побегов пучки мужских цветов в виде желтоватых шишечек начинают пылить, развевая по ветру огромное количество серно-желтой пыльцы. Иногда пыльцы сосны бывает так много, что она отлагается сплошным слоем на поверхности земли или воды. Недаром это явление послужило темой для всевозможных легенд о таинственном серном дожде, которые можно было в прежнее время услышать в некоторых глухих уголках. Наряду с мужскими цветками, близ вершины молодых побегов располагаются женские цветки в виде красноватых шишечек. Онн состоят из спирально расположенных крохотных чешуек, в пазухе которых находятся семенные чешуи, несущие две семяпочки. Опыление у сосны, как и у всех остальных хвойных, 55
4 ** I'I ^C'- '**¥';?if"'! -•"* ^ j .*« ПЕ? Рис. 51. В сосновом лесу летом (фото автора^ 89
I происходит при помощи ветра. После того как пыльца попадет. на семяпочки, края семенных чешуи плотно срастаются; тем не менее оплодотворение еще не произошло, У сосны оно откладывается на целый год, до лета будущего года. Лишь к этому времени проросшая пыльцевая трубка пылинки достигнет яйцеклетки и произойдет слияние половых ядер. После оплодотворения в течение второго лета объем шишки заметно увеличивается, н к глу- Рис. 52. Всходы сосиы. Появление семядолей, бокой осени, К ноябрю, в них созревают семена, которые, однако, рассеиваются лишь в апреле. Таким образом, у сосны период оплодотворения с начала цветения до рассеивания семян продолжается 22—23 месяца. Помимо развития и заложения почек, цветения и рассеивания (у сосны) семян, весной у наших хвойных деревьев происходит еще одно важное событие — прорастание семяи и появление всходов. Впрочем, всходы становятся заметными лишь в июне, когда они разовьют семядольные листья. Начало же прорастания семян сосны в природе бывает большей частью в мае. Отыскать прорастающие сосновые семена легче всего на старых древесных пнях, где они более заметны, чем на моховом покрове и среди травы. Росток, выходящий из семенн, при прорастании имеет наверху розетку узких трехгранных семядольных листьев, количество которых колеблется от 5 до 7. Рис. 53. Двухлетние всходы сосны. 90
На самых молодых проростках семядоли сосны обычно бывают собраны конусом, на вершине которого располагается семенная кожура, которая сползает все дальше и дальше по мере развития семядолей (рис. 52); затем кожура сохраняется в виде колпачка на одной из семядолей и, в конце концов, опадает совсем. В дальнейшем из маленькой почки, заложенной в центре расхождения семядолей, вырастает побег, достигающий уже в первый год от 3 до 6—8 см длины. Замечательно, что на этом однолетнем побеге хвоинки сидят поодиночке, как у ели, а не по две, как это бывает у взрослой сосны; такие же одиночные хвоинки развиваются и в начале следующего года, и лишь несколько позже в их пазухах образуются характерные для сосны укороченные побеги, несущие пару иголочек. Лиственница и особенности ее развития Наши хвойные деревья — ель, сосна и пихта, — несмотря на •свой вечнозеленый облик, проявляют, как мы видели, в достаточной мере сезонную периодичность развития. Однако еще более заметна периодичность в развитии лиственницы — своеобразного хвойного дерева, которое хотя и не встречается в средней полосе Европейской части СССР, но зато широко разводится в городских садах, парках и находит все большее и большее распространение в искусственном лесоразведении. В диком состоянии лиственница обитает на обширных таежных пространствах Сибири, где она ..является наиболее распространенным деревом, причем в западной половине СССР, приблизительно от Архангельска до Байкала, растет лиственница сибирская, которая в Забайкалье сменяется лиственницей даурской. Однако у нас, наряду с этими двумя видами, часто разводится европейская лиственница, родиной которой является Центральная Европа. Лиственница сбрасывает свою хвою на зиму, поэтому весной она резко выделяется среди других хвойных своей нежнозеленой хвоен, а осенью расцвечивается в золотисто-бурые тона. Если присмотреться весной к распускающимся почкам лиственницы, нетрудно заметить, что из ее почек развиваются два типа побегов: более многочисленные укороченные побеги с хвоей в пучках и более редкие удлиненные или нормальные побеги с иглами, сидящими поодиночке (рис. 54). Особенно эффектны укороченные побеги на самых ранних стадиях своего развития. В это время они имеют вид пучка коротких зеленых иголочек, плотно собранных вместе, в дальнейшем же, удлиняясь, они напоминают собой кисточку для бритья. Одновременно с развитием 91
почек лиственница цветет, покрываясь многочисленными шишеч» ками: более мелкими полушаровнднымн — мужскими, выделяк*» Рис. 54. Побеги лиственницы: 1 — удлиненные, 2 — укороченные; 3 — ветка с мужскими и женскими цветками и пучками молодых хвоинок; 4 — шишка. 92
щими большое количество пыльцы, и более крупными — женскими яйцевидно-конической формы. Опыление, как и у всех хвойных, происходит здесь при помощи ветра, но замечательно, что наиболее всхожие семена у лиственницы образуются лишь при условии опыления женских цветков пыльцой, принесенной с другого дерейа. При опылении собственной пыльцой процент всхожести семян значительно снижается. Среди других хвойных лиственница стоит особняком в отношении своего ритма развития, поэтому способность ее сбрасывать хвою на зиму представляет большой интерес. В настоящее время есть основания полагать, что предки наших лиственниц были вечнозелеными деревьями и что листопад ее является уже вторичным приспособлением. На это нам указывает, например, тот факт, что хвоя на однолетних всходах лиственницы обычно перезимовывает и сохраняется до следующего года; таким образом, это дерево на самых ранних фазах своего развития большей частью ведет себя как вечнозеленое растение; в природе же мы очень часто сталкиваемся с таким явлением, что какой-либо орган или какая-либо особенность организма, имевшаяся у его предков, но в дальнейшем утраченная в процессе эволюции, проявляется на ранних стадиях индивидуального развития. На рис. 55 представлены молодые проростки туи, изящного хвойного растения, нередко культивируемого в садах или в комнатах. Туя имеет мелкие чешуйчатые листья, с первого взгляда совершенно непохожие на хвою; тем не менее на самых ранних фазах своего развития это деревце, как видно из рисунка, имеет настоящие иголочки. На, основании этого можно заключить, что у туи более древним н исходным типом листа является игольчатый, а не чешуйчатый лист. Рис. 55. Всход туи. В нижней части растения видны сохранившиеся игольчатые листья (по В. И. Беляеву). 93
Другой пример подобного рода мы уже видели на всходах сосны. Однолетние всходы этого дерева имеют хвою, располагающуюся поодиночке, а не пучками, как это бывает у взрослых деревьев. Отсюда мы вправе предполагать, что предки сосны были лишены укороченных побегов, в настоящее время столь характерных для этого дерева. Есть еще и" другая особенность в жизни лиственницы, позволяющая нам сделать заключение о вечнозеленой природе ее отдаленных предков. Осенью хвоя у этого дерева хотя н желтеет, но долго остается на дереве, в некоторых случаях опадая лишь к концу зимы. Впрочем, такой затянувшийся листопад наблюдается не у всех деревьев, а лишь у некоторых, кото'рые зимой резко выделяются на фоне прозрачных крон своих соседей. За такими лиственницами интересно наблюдать систематически из года в год, чтобы выяснить, насколько постоянна эта особенность листопада и как происходит их развитие весной — в те же сроки или несколько иначе, чем у нормальных деревьев. Лиственница, особенно сибирская и даурская, — обитательница сурового континентального климата. Там она продвигается к северу дальше всех других хвойных деревьев н, являясь основной лесообразующей породой Якутии, обитает, таким образом, и на полюсе холода, который собственно и расположен в лиственничных лесах (Верхоянск). Можно думать, что особенности сезонного развития этого дерева являются приспособлением к суровым условиям континентального климата с его ничтожным количеством осадков и резкими колебаниями температуры сравнительно теплого лета н холодной продолжительной зимы. Жз жизни наших лесных папоротников В наших борах и еловых лесах почти всегда можно встретить изящные узорчатые листья папоротников. Особенно много их в сырых и тенистых местах, где онн нередко образуют настоящие заросли; в лесах же средней степени увлажнения, в мшистых хвойных лесах с брусникой и черникой мы почти всегда встретим их на старых трухлявых пнях илн у гниющих стволов деревьев. Наши папоротники резко отличаются от остальных растений своим своеобразным обликом, не лишенным прелести. Когда-то вокруг них складывались легенды об их таинственных и волшебных цветках, послужившие сюжетом и для гоголевской «Ночн накануне Ивана Купала*. Теперь мы прекрасно знаем все детали жизни этих растений — в них нет для нас ничего таинственного; тем не менее естественен наш особый интерес к 94
втим скромным представителям древней растительной группы, расцвет которой имел место на земле за многие миллионы лет до того, как утвердилось на ней могущество человека. Папоротники и плауны представляют древние типы растений; Повидимому, не случайно то обстоятельство, что они являются по преимуществу лесными обитателями и избегают открытых мест, лишенных тени. Лес, по сравнению с лугом и степью, является наиболее древним типом растительности. Именно в его полумраке находят себе приют эти высшие споровые растения, уже давно уступившие свое господство на земле молодой, но более гибкой , и пластичной группе организмов — покрытосеменным растениям. Проф. М. И. Голенкин в своей прекрасной книге «Победители в борьбе за существование», анализируя причины' и условия, которые обеспечили покрытосеменным в конце мелового периода быстрое завоевание земли, приходит к выводу, что большую роль сыграло здесь приспособление покрытосеменных к условиям более интенсивного освещения и к прямому солнечному свету. Это увеличение света могло произойти на нашей планете в связи с ослаблением облачности, столь характерной для более ранних геологических периодов. Таким образом, покрытосеменные, явившиеся настоящими «детьми солнца», вытеснили своих более теневыносливых предшественников, отдаленные потомки которых и нашли убежище в тени наших лесов. В настоящее время папоротники богато представлены в тропических горных странах с равномерно влажным климатом и большой облачностью. Здесь они не проявляют периодичности в развитии; в наших же лесах они приурочивают свое развитие к весне и в это время обращают на себя внимание. Молодые листья папоротников всегда бывают завернуты улиткой, и так как они обычно образуют довольно густую листовую розетку, то и «улиток» соответственно числу листьев бывает очень большое количество. Весной, обычно с середины мая, эти улитки, или завитки, начинают раскручиваться, и пластинка листа (у папоротника «вайя») постепенно расправляется от основания к вершине. Это развертывание листьев папоротников происходит довольно медленно, так что даже в начале июня удается найти вайи с еще завитой верхушкой. Осенью листья некоторых наших папоротников (Aspidium spinulosum, реже Aspidium filix mas) уходят зелеными под снег, сохраняясь весной непродолжительное время. Быть может, эти частично перезимовывающие листья являются отголоском «вечнозелености», давно уже утраченной нашими папоротниками. У таких папоротников, как орляк, крупные изящные листья 95
.^-, Рис. 56. Папоротник (кочедыжник) со спорами:. 1 — нижняя часть листа с сорусами; 2 — продольный разрез через сорус; 3 — отдельный спорангий с высылающимися спорами; 4 — поперечный разрез вайи; 5 — поперечный разре* ""--' ' через сорус; 6— общий вид растения. 96
которого образуют местами в светлых борах сплошные заросли, никогда не бывает даже частичной перезимовки. Наоборот, листья его убиваются первыми заморозками, окрашиваясь при «ТОМ в золотистые и багряные тона, отчего и бор с орляком енью принимает своеобразно красивый облик. Этот папоротник ГАИчается очень коротким периодом вегетации. Его изящные 1стья живут не более 4 месяцев в самое теплое время года — конца мая до середины сентября — и не могут ассимилиро- 1ТЬ весной и поздней осенью, чем это растение резко отличает- | от других обитателей хвойного леса, характеризующихся Вей вечнозеленостью. Быть может, в этом сказывается боль- пластичность орляка и способность его легко приспособ- гься к изменению условий существования путем соответствую- Вго удлинения или укорачивания вегетационного периода. едь этот папоротник обладает исключительно широким геогра- цческим распространением. Наряду с нашими северными леса- 1, он встречается буквально во всех частях света, включая )жную Америку, Африку и Австралию, и отсутствует только , наиболее сухих областях (степи и пустыни), в полярных Гранах и в горах выше верхней границы леса. Как и когда происходит размножение у папоротников Остановимся теперь на размножении наших папоротников. иС середины июня на нижней стороне их листьев становятся % заметными многочисленные бледные округлые участки, представ- \' ляющие собой так называемые сорусы, т. е. кучки спорангиев, в которых находятся споры. У большинства наших папоротников сорусы сверху бывают прикрыты особым покрывальцем, которое у кочедыжника (Aspidium filix mas.) имеет округлосерд- цевидную форму, а у так называемого женского папоротника (Aspidium filix femina) — продолговатую. Сорусы располагаются обычно двумя рядами вдоль средней жилки листовой доли, лишь у орляка оии сидят вдоль ее завороченного края. По мере созревания сорусы желтеют или буреют, и из спорангиев начинают высыпаться споры. Спорангий представляет собой округлую коробочку, несколько сплюснутую с боков. Стенка его состоит из одного ряда клеточек с тонкими оболочками. Лишь по гребню соруса проходит полоса клеток с утолщенными стенками коричневатой или золотисто-желтой окраски. Эти толстостенные клетки, кольцом охватывающие спорангий, имеют большое значение в жизни растения. Когда зрелый спорангий начи- 4 Весна и осень 97
нает подсыхать, кольцо распрямляется и разрывает его оболочку. Таким образом происходит рассеивание спор, которые затем подхватываются ветром v.m'X-.V и разносятся им на значительные расстояния. Споры очень мелки; в одном спорангии их образуется великое множество, всего же средний экземпляр обыкновенного кочедыжника производит около 50 миллионов спор. Спора состоит всего лишь из одной клетки, снабженной сильно утолщенной оболочкой. Этим она отличается от семени — сложно построенного многоклеточного органа цветковых растений. Кроме того, не следует забывать, что семя образуется у растений в результате полового процесса, споры же, как мы видели, развиваются на листьях папоротника без всякого полового процесса и потому служат для бесполого размножения. Собрать споры папоротников очень легко. Для этого достаточно взять их листья в период спороношения и засушить их между листами бумаги, как обычно сушат гербарий. Уже на следующий день на листе бумаги окажется большое количество коричневой пыли, которая и представляет собой споры. Что же развивается дальше из спор? Чтобы ответить на этот вопрос, можно рекомендовать посеять их. Для этой цели можно взять обыкновенный глиняный цветочный горшок, который следует поставить кверху дном на тарелку или поддонник, и налить туда воды. Эта вода, поднимаясь по порам, постепенно омачивает стенки горшка. На них и следует произвести посев спор, причем желательно для поддержания влажной атмосферы вверху прикрыть все стеклянным колпаком. Споры прорастают обычно в срок от двух недель до двух месяцев и покрывают поверхность горшка множеством Рис. 57. Детали размножения папоротника: А — заросли с антеридиями (ант.) и архегониями (арх.); 2 — лопнувший антеридий и сперматозоиды; 3 — молодой папоротник, развившийся на заростке; 4—архего- ний с яйцеклеткой (я). 98
мелких зеленых пластинок, которые представляют собой заростки папоротника. Заросток не превышает полсантиметра в диаметре и имеет сердцевидную форму. Несмотря на свои незначительные размеры, он играет большую роль в жизни папоротников, так как на нем располагаются их половые органы — антеридии и архегонии. Так как эти органы на заростке располагаются снизу, то, чтобы их разглядеть, заросток необходимо перевернуть; кроме того, понадобится микроскоп или лупа с очень сильным увеличением. Вместе с половыми органами на нижней стороне заростка располагаются тонкие и многочисленные нити; посредством них заросток прикрепляется к земле. Эти нити состоят лишь из одной клетки, чем они резко отличаются от настоящих корней, которых заросток, в отличие от самого папоротника, не имеет. Архегоннй (рис. 57) по своей форме несколько напоминает бутылочку, расширенная часть которой погружена в ткань заростка. В этой утолщенной части располагается женская половая клетка — яйцеклетка, шейка же занята так называемыми каналь- цевыми клетками, которые при созревании архегония сливаются друг с другом и ослизняются; самая же оболочка архегония при этом раскрывается. Это дает возможность сперматозоидам, развивающимся в мужских половых органах — антеридиях, проникнуть внутрь архегония и произвести оплодотворение яйцеклетки. Сперматозоиды являются мужскими половыми клетками папоротника. Они имеют вид штопора с пучком жгутиков на верхушке, благодаря которым они способны передвигаться в воде. Самый антеридий — орган округлой формы, полый внутри; он имеет тонкую оболочку из одного ряда клеток,- которые при созревании сперматозоидов раскрываются, позволяя им выйти наружу. Сперматозоиды могут двигаться только в воде, поэтому она является необходимым условием для оплодотворения. Эта, казалось бы, небольшая деталь в жизни папоротников имеет большое принципиальное значение. Мы знаем, что жизнь на нашей планете зародилась в воде и что первые растения^ у нас были водяные. Наши папоротники хотя и являются вполне сухопутными организмами, тем не менее они сохранили в своем цикле развития отпечаток водного образа жизни их отдаленных предков. В определенную пору жизни вода до сих пор является для них необходимой; без нее они не могут завершить сйой цикл развития. Таким образом, в дождевой капельке или в капле росы, которая располагается в непосредственном соседстве с заростком, происходит одно из важнейших событий в жизни папоротника— 7* 99
половой процесс. В капле воды сперматозоиды плавают при помощи своих жгутиков и, попадая во внутреннюю часть архего- ния, сливаются с его яйцеклеткой. При этом оплодотворение производит лишь один сперматозоид, несмотря на то, что в архегоний их может проникать большое количество. Из оплодотворенной яйцеклетки папоротника развивается зародыш, который образует зеленый зубчатый наверху листочек и маленький корешок. Мало-помалу из него развивается крохотная розетка папоротника с характерными для него перистыми листьями. Сначала этот молодой папоротник сидит на заростке, впоследствии же, по мере того как заросток начинает отмирать, он переходит к самостоятельному образу жизни. Когда же в природе происходит оплодотворение папоротников и когда легче всего отыскать в лесу их заростки? В половине июля в лесу на старых трухлявых пнях, на которых растут взрослые папоротники, всегда можно найти крохотные молодые розетки. Выбрав розетку поменьше, при ее основании можно обнаружить сморщенную ткань заростка, на котором молодой папоротник начал свое развитие. Присмотревшись к форме этого заростка и заметив подходящие места, вы можете теперь рассчитывать на будущий год найти заростки в более молодом возрасте и примерно установить, когда прорастают в природе споры папоротников. Без этой предварительной тренировки трудно найти зарос,тки в лесу: слишком они мелки и незаметны среди мхов и травы. Так как споры папоротников созревают лишь к середине лета, к тому времени, когда удается уже находить молодые розетки папоротников, развившиеся на заростке, остается предположить, что в природе споры не успевают прорастать в тот же год и зимуют с тем, чтобы начать свое развитие будущей весной. Этот факт представляет большой интерес. В самом деле, микроскопически мелкая одноклеточная спора, затерявшаяся, как песчинка в океане, среди травяного и мохввого покрова, в течение долгих зимних месяцев не теряет своей жизнеспособности. Напротив, прорастание спор сразу же после их рассеивания, во второй половине лета, могло бы привести к роковым последствиям, так как к зиме не успел бы закончиться процесс оплодотворения и развития на заростке молодых растений. • Белая ветреница в еловых лесах и ее пр оисхождение Указывая на отсутствие в еловых лесах ранневесенних растений, мы должны оговориться, что местами в них встречается в /00
довольно большом количестве .изящная белая ветреница (Anemone neraorcsa), букетики которой раньше всех других местных цветов появляются на улицах Москвы и Ленинграда. Впрочем, белая, или, иначе, дубравная ветреница растет далеко ие повсеместно, и распространение ее в нашем Союзе само по себе представляет большой интерес 1. Белая ветреница не является непременным обитателем елового леса. В равной степени ее можно найти и в смешанных лесах с примесью дуба и других широколиственных пород и в насаждениях временного типа, в ольшаниках, березняках и среди кустарников, развивающихся на месте прежних сведенных ельников. Тем не менее самый факт обитания в ельниках белой ветреницы, типичного весеннего растения с ранним и коротким циклом развития, представляет большой интерес. Как только стает снег в лесу, в самом начале мая в пригородных районах Москвы мы находим уже в полном цвету ее изящные розовато- белые цветки, которые уже через какую-нибудь неделю блекнут и отпадают, оставляя зеленые ежики плодов. Эти плоды созревают чрезвычайно быстро, в течение двух-трех недель; к этому времени само растение уже желтеет и отмирает, так что плоды нередко дозревают уже лежа на земле. К середине июня белая ветреница скрывается под землю, где сохраняются до следующей весны ее темнокоричневые ветвистые корневища. Мы видим, таким образом, что белая ветреница является типичным весенним эфемером, растением с очень коротким циклом развития, приспособленным к условиям меняющегося освещения; в еловом же лесу эти условия круглый год остаются неизменными. Здесь получается определенное несоответствие между жизненными особенностями растения и условиями его местообитания, разгадать причины которого представляет интереснейшую задачу. В настоящее время есть все основания полагать, что белая ветреница является растением, характерным для широколиственных лесов. На это указывают не только особенности его ритма развития, но и распространение его в других странах, например в Западной Европе, где это растение встречается именно в широколиственных лесах. Что же заставило белую ветреницу в наших краях поселиться под сумрачным пологом елового леса? 1 Подробнее о распространении этого растения см. в статье проф. В. В. Алехина «Anemone nemorosa в Московской губернии» (Труды Общества изучения Московской области, т. IV, М., 1930), которая более детально знакомит с затронутыми здесь вопросами. *. 101
Рнс. 58. Травяной покров в смешанном лесу (фото автора). На этот вопрос нетрудно ответить, кинув беглый взгляд в прошлое наших лесов. В сравнительно уже не столь отдаленное от нас время, в один из этапов послеледниковой эпохи, климат был теплее и влажнее, что благоприятствовало значительно более широкому распространению широколиственных пород на территории средней и северной полос Европейской части СССР. В то время под Москвой, Ленинградом и далее на восток в Горьковском крае, в тех местах, где сейчас широколиственные породы (дуб, липа, ясень и другие) встречаются лишь как примесь, могли, повидимому, существовать леса примерно того же типа, как и существующие сейчас в более западных районах с менее суровым приморским климатом. В этих лесах и могла обитать белая ветреница, а отсюда она переселилась под полог ельника, после того как с последовавшим ухудшением климата ель вытеснила широколиственные породы и стала безраздельно господствовать по всей северной полосе СССР. Таковы предположения о происхождении белой ветреницы в наших еловых лесах. Чтобы доказать его, необходимы еще дополнительные наблюдения над образом жизни этого загадоч- 102
ного растения под пологом ели. Необходимо собрать более полные сведения об его распространении и местообитаниях и внимательнее проследить, как идет развитие этого растения в непривычной для него обстановке. Ранней весной немногим удается выбраться за город, поэтому нет ничего удивительного, что биология интересующего нас растения почти совершенно не изучена. До сих пор мы не знаем, например, способно ли оно к подснежному росту в условиях елового леса, в каких стадиях оно выходит из-под снега и отличается ли чем-либо в этом отношении от близкой родственной ему желтой ветреницы (Anemone ranunculoides). Быть может, кому-либо из читателей посчастливится ответить на эти вопросы. [В 1940 г. Т. Т. Трофимов подробно описал биологию и, в частности, ритмику сезонного развития ветреницы дубравной. Автор установил, что в условиях елового леса Калининской области это растение не обнаруживает признаков подснежного роста. Но уже с осени предыдущего года она имеет сформированный цветок в зачаточном побеге, чем обусловлено ее ранне- весеннее цветение.] Не меньший интерес представляет и другой своеобразный обитатель еловых лесов — голубая перелеска, или печеночница (Hepatica triloba), которая довольно обычна в лесах Ленинградской, Ивановской, Калининской и Горьковской областей, и реже встречается под Москвой. Нет ничего изящнее этого небольшого растения с розеткой кожистых трехлопастных листьев, когда оно покрывается многочисленными лазоревыми цветками, поразительно напоминающими своим цветом безоблачное весеннее небо. Цветки эти появляются также почти иа следующий день после снегосхода, что в значительной степени обусловливается осенней подготовкой бутонов. Тем*не менее способно ли это растение в условиях елового леса к подснежному росту, также до сих пор неизвестно. Чем замечательны вечнозеленые обитатели хвойного леса Характернейшая особенность хвойного леса — обилие в нем вечнозеленых растений. Если мы оставим в стороне моховой покров, который зеленеет в лесу в течение круглого года, то среди остальных обитателей мшистого бора или елового леса более 60% будет относиться к числу вечнозеленых растений. Среди них мы находим и травянистые растения с зимующими розетками кожистых листьев, как, например, различные грушан- t 103
ки (Pirola media, P. chlorantha и др.); травы с целиком перезимо- ч Бывающими стеблями, как у изящного растения хвойных лесов — линией (Linnaea borealis), у лекарственной вероники (Veronica officinalis), у различных плаунов или ползучей орхидеи (Goodyera repens); наконец, вечнозеленые кустарнички (брусника, черника, в борах толокнянка и некоторые другие). Впрочем, здесь необходимо заметить, что чернику нельзя с полным правом относить к числу вечнозеленых растений, так как ее листья на зиму опадают, а весной вновь развиваются из почек. Тем не менее расширенные, гранчатые ветви этого кустарника имеют яркозеленую окраску и, несомненно, продолжают ассимиляцию осенью после листопада и ранней весной. Кроме того, есть все основания думать, что черника в отдаленном прошлом сохраняла на зиму свою листву, но, подобно лиственнице, утратила впоследствии эту способность. На это указывают наблюдения над проростками черники, которые в течение первой зимы не сбрасывают своих листьев. Очень интересны также в этом отношении наблюдения Н. А. Миняева в Полярно-альпийском ботаническом саду в Хибинах, согласно которым черника в щебнистой тундре, в самых крайних условиях местообитания, ведет себя иногда как настоящее вечнозеленое растение. [Любопытно, что подобные же случаи сохранения зеленых листьев в течение зимнего периода нередки и в наших подмосковных лесах. Таким образом, черника весьма часто проявляет признаки ее былой вечнозеленой природы.] Какие растения называются вечнозелеными? Ответить на этот вопрос как будто не представляет особого труда. Это — растения, которые круглый год не теряют своей листвы. Между тем среди этой группы мы найдем виды, листья которых живут несколько лет (брусника, плауны), и растения с листьями, существующими всего лишь один год. К числу их относится, между прочим, копытень, различные вечнозеленые осоки (Garex digitata, С. pediformis) и многие другие. У этих растений листья зимуют в зеленом виде и ранней весной выглядят совершенно свежими и жизнеспособными. В это время они, несомненно, продолжают выполнять свое назначение и, пользуясь теплыми весенними днями, ассимилируют, т. е. берут пищу из воздуха, разлагая углекислоту. Глядя в конце апреля на эти листья, только что вышедшие из-под снега и резко выделяющиеся своей яркозеленой окраской на фоне более бледной листвы летнезеленых1 растений, трудно поверить, что через какой-нибудь месяц они прекратят свое существование. Между тем, наблюдая в течение весенних месяцев за копытенем, осоками 104
Рис. 59. Вечнозеленые обитатели наших лесов: 1 — брусника; 2 — копытень европейский; 3 — грушанка; 4 — зимолюбка ■ зонтичная (фото автора). и другими растениями, нетрудно убедиться, что, как только начнут развиваться свежие молодые листья, старые будут желтеть и к началу лета, когда новые вступят в строй, отомрут полностью. 105
Этот одногодичный цикл развития листьев, живущих один астрономический год, с весны до следующего лета, свойственен значительной части наших растений, зимующих в зеленом виде. [Наконец у многих растений, например некоторых луговых злаков, колокольчика персиколистного (Campanula persicifolia), нивяника (Leucanthemum vulgare), дрёмы (Coronaria flos cuculi), гравилата речного и городского (Geum rivale и G. urbanum), видов земляники (Fragaria vesca и F. moschata) и других, длительность жизни листьев еще короче — 4—5 и 8—10 месяцев. И тем не менее эти растения сохраняют зеленые листья в течение круглого года. Вечнозеленость этих растений обусловлена тем, что в течение года у них происходит смена двух генераций листьев. Первая развивается в мае и сохраняется до августа- сентября — это весенне-летняя генерация листьев. Вторая — развивается в июле-августе (реже сентябре) и отмирает только следующей весной — это осенне-зимняя генерация. Такие растения принято называть зимнезелеными. Больше половины растений заливных и суходольных лугов являются зимнезелеными.] Что мешает перезимовавшим листьям вечнозеленых растений продолжать свое развитие в течение второго лета? На этот вопрос мы можем ответить лишь предположительно. Возможно, что год вообще является предельным сроком жизни этих листьев и что к этому времени в них накапливаются различные вещества, вредные для жизни растения. На этом мы остановимся более подробно в главе о листопаде. Возможно также, что отмирание этих листьев ускоряется развитием молодых, которые, испаряя, более энергично перехватывают себе влагу и питательные вещества, поступающие в растение из корней. Впрочем, пока еще очень мало изучены продолжительность жизни листьев у наших лесных растений и поведение их в различное время года. Несомненно, здесь будет установлено много нового и интересного. С чем связан вечнозеленый характер растительности наших хвойных лесов Почему хвойный лес имеет в своем составе большое количество вечнозеленых растений? Почему он своим сезонным развитием в значительно меньшей степени, чем лиственный лес, луг или степь, отражает периодичность нашего климата? Чтобы ответить на этот вопрос, посмотрим, прежде всего, где широко распространены вечнозеленые растения. Каждый хорошо знает, что эта особенность свойственна растительности теплых 106
и влажных тропических стран, где почти все растения являются вечнозелеными. Однако, наряду с этим, большое количество вечнозеленых растений мы находим и в совершенно противоположных условиях — в тундре, где царствует долгая полярная зима и где так непродолжительно лето. В этих условиях перезимовка в зеленом виде приносит растению большие выгоды. Весной растение не затрачивает драгоценного времени на развитие новой листвы, а сразу после снегосхода начинает ассимилировать с тем, чтобы успеть закончить свой цикл развития до наступления зимы. В тундре очень много различных вечнозеленых кустарников, причем замечательно, что здесь наша брусника, черника и плауны принадлежат к. числу самых обычных растений. Вообще растительность тундры и тайги имеет очень много общих растений и ряд обитателей наших мшистых боров и еловых лесов можно встретить далеко за полярным кругом в полосе лесотундры и типичной тундры. В тундре также местами широко распространены лишайники, различные ягели, известные под общим названием «оленьего мха». Эти же самые ягели можно встретить и в наших сосновых борах, где они нередко образуют сплошной белый ковер, хрустящий под ногами. В то же время в тундре можно встретить все те зеленые мхи, которые покрывают почву наших хвойных лесов. То же можно сказать про плауны и про ряд цветковых растений. Интересно заметить при этом, что на севере период жизни листьев многих из наших лесных растений гораздо продолжительнее, и листья сохраняются там не один год, а несколько лет подряд. Такое удлинение срока жизни хвои на севере и в высоких горах мы уже видели на примере сосны и ели. Это еще более подчеркивает, что вечно- зеленость, эта особенность, на первый взгляд свойственная растениям более теплых стран, очень характерна и для растений наших далеких северных окраин. Растительность наших хвойных лесов имеет очень древнее происхождение. Она прошла длинный путь развития, многие этапы которого для нас еще не ясны, вместе с тем многие ее особенности указывают на ее северное происхождение. Недаром она имеет много общего с растительностью тундры. Мы не имеем возможности более подробно останавливаться здесь на этом вопросе, так как это завело бы нас очень далеко; кроме того, многое здесь еще является спорным. Несомненно лишь то, что далеко не всегда мы можем объяснить особенности сезонной жизни растения одними современными условиями. Для их понимания надо учитывать происхождение растения, его историю. 107
[Данные ботанической географии говорят о том, что вечнозеленые растения наших хвойных лесов и тундр представляют собой древние виды, сложившиеся еще в третичном периоде, в условиях смешанных лесов более теплого, чем теперь, умеренного климата. В хвойных лесах и тундрах эти растения нашли для себя вторую родину, где их биологические свойства и, в частности, вечнозеленость дает им определенные преимущества в условиях ослабленного освещения и укороченного периода вегетации.]
6 сень
Глава шестая ЛИСТОПАД Октябрь уж наступил, и роща отряхает . Последние листы с нагих своих ветвей. А-, Пушкин ТТистопад принадлежит к числу наиболее характерных явле- *"ний осенней природы. Он ярче всего выражает сезонную периодичность в развитии растительного мира наших широт. Каждый год повторяется он, радуя вначале наш глаз бесчисленным количеством тонов и красок, в которые наряжается лес, а затем наводя невольную* грусть унылым видом обнажившихся деревьев и меланхолическим шорохом опавшей листвы. Осень издавна считается скучной порой, мертвым сезоном в природе. Поэты сравнивают ее со старостью, грустят об ее приближении. Для натуралиста осень — интереснейшее время в году, пора интенсивных исследований и наблюдений, когда ярче всего выявляются многочисленные приспособления животного и растительного мира к условиям неблагоприятного сезона. В это время многое удается подметить в природе, объяснить многое непонятное. Многие проявления весенней природы без соответствующих осенних наблюдений будут казаться иам загадочными. Весна и осень неразрывно связаны между собою — это отдельные стадии единого жизнеиного цикла природы наших умеренных широт. Причины листопада Каковы причины листопада? Что заставляет наши лиственные деревья и кустарники ежегодно сбрасывать свою листву с тем, чтобы вновь одеться ею по окончании суровой зимы? Чтобы 111
Рис. 60. Лес осенью. Листопад (фото автора). ответить на этот вопрос, необходимо, прежде всего, выяснить, представляет ли собой листопад биологическое явление, обуслов- 112 с*
ленное жизнедеятельностью растения, или же он вызван падением температуры и наступлением осеннего ненастья. Если мы лётом или — еще лучше — с весны пересадим в горшок с землей какое-нибудь молодое деревцо, например дубок или клен, и поставим его в комнату или в оранжерею, осенью он неизбежно сбросит свои листья, несмотря на самый лучший уход. В комнату нли за стекло оранжереи не проникает осеннее ненастье, здесь не бывает заморозков, тем не менее листопад и здесь будет проявляться с достаточной правильностью. Это указывает нам на то, что осеннее сбрасывание листьев не является прямым следствием наступивших неблагоприятных условий. Оно вместе с зимним периодом покоя входит в самый цикл. развития растения. Есть и другой способ убедиться в том, Что листопад — процесс билогический. В конце лета через основание листового черешка какого-нибудь дерева делают срез в трм месте, где черешок прикрепляется к стеблю, образуя так назы-. ваемую «листовую подушечку». Под микроскопом на срезе легко разглядеть образование особого отделяющегося (пробкового) слоя (рис. 61). Клетки этого слоя имеют гладкие стенки и легко обособляются друг от друга. К началу листопада связь между, ними в каком-нибудь месте нарушается, и лист остается висеть на дереве лишь благодаря сосудистым , пучкам, которые, подобно мельчайшим «водопроводным трубам», соединяют лист с остальным растением. Сосуди-- стые пучки легко * можно заметить простым глазом на листовых рубцах в виде трех, пяти или большего числа крупных точек. Они служат для проведения воды и минеральных солей от корня к листьям (восходящий ток) и питательных веществ — углеводов, выработанных листьями в процессе ассимиляции (нисходящий ток). Однако наступает момент, когда нарушается и эта последняя связь между черешком листа и материнским растением. Часто для этого бывает достаточно самого ничтожного порыва ветра, иногда же листья опадают и в совершенно тихую погоду в результате резких колебаний температуры, замерзания или оттаивания или же прямо под Рис. 61. Образование отделяющих слоев в черешке листа перед листопадом: пк — пробковый слой стебля; чпк — пробковый слой в череш- ке; ос — отделительный слой; п — почка в пазухе листа; дрс — древесина стебля; дрч — древесина черешка, (по Иванову.) 113
влиянием силй тяжести листовой пластинки, отягченной осевшей росой. Приходилось ли вам бывать в лесу в разгар листопада, когда в ясную погоду к вечеру сильно холодает, но зато стоит полное безветрие? В это время в лесу удивительно тихо и отчетливо слышеи непрерывный шорох падающих листьев. Образование пробкового слоя в листовых черешках указывает нам на то, что листопаду предшествует в растении длительная подготовка. Какие выгоды дает растению сбрасывание листвы на зиму Листопад является приспособлением растений к условиям зимы — не только холодного, но и сухого времени года. Если бы наши лиственные деревья остались на зиму в своем зеленом уборе, они неизбежно погибли бы в результате недостатка влаги, так как испарение воды их листьями не прекращалось бы, а поступление воды в растение почти полиостью могло остановиться. Во многих тропических и субтропических странах, где температура в течение круглого года достаточно высока, но влажность подвержена сильным колебаниям, ежегодно при наступлении засухи деревья сбрасывают листву. Так, обнажаются на несколько месяцев деревья африканских савани, травы которых также выжигаются солнцем, пока обильные дожди снова ие возродят к жизни растительность саванн. Значение листопада в жизни наших лиственных деревьев особенно хорошо заметно при сопоставлении их с хвойными. Хвойные — ель и особенно сосна — засухоустойчивые растения. Их хвоя испаряет во много раз меньше воды, чем листва наших лиственных пород. Благодаря этому они и способны перезимовывать в зеленом виде. Считается, что в условиях слабого водоснабжения количество влагн, испаряемой хвойными, относится к количеству влаги, испаряемой лиственными породами, как 1 : 10, в условиях же повышенного водоснабжения, — как 1 : 6. Дуб на 100 г сухого вещества листьев испаряет за лето 54,6 кг воды, береза — 81,4 кг, ясеиь — 85,6 кг, сосиа же — всего 9,4 кг. Интересно заметить, что лиственница в этом отношении ведет себя как лиственная порода и испаряет влаги в десять раз больше, чем сосна, и в пять раз больше, чем ель. Такая способность экономить влагу достигается у наших хвойных особым строением их игл (рис. 62). Не говоря уже о значительно меньшей поверхности, хвои имеют ряд засухоустойчивых приспособлений: толстую кожицу, окружающую хвоинку 114 м
Рис. 62. Строение хвон сосны при сильном увеличении. Устьица (у) глубоко погружены в ткань хвои. со всех сторон и, сизоватый восковой налет, также понижающий испарение; большое значение имеет также расположение устьиц в особых углублениях. Ведь устьица являются порами, своего рода форточками, через которые происходит газообмен в растении и транспирация влаги; погружение их * в ткань листа значительно уменьшает транспира- цию. Напротив, листья наших листопадных деревьев лишены каких- либо специальных засухоустойчивых приспособлений. Они имеют широкую поверхность и тонкую кожицу. Говоря здесь о значении листопада в жизни наших деревьев, нельзя не обратить внимание на то, что, сбрасывая листву, они тем самым предохраняют себя от механических повреждений под тяжестью снега. Часто зимой можно наблюдать, как ломаются под напором снега даже крупные, лишенные листьев ветви деревьев; широкая листовая поверхность, иа которой оседало бы много сиега, сделала бы это явление катастрофическим. Вышеуказанным далеко не ограничивается биологическое значение листопада. В жизни Деревьев он играет еще и другую роль. Он способствует удалению отбросов, различных минеральных солей, большое количество которых скапливается в листьях под осень и становится вредным для растения. Если взять листья какого-нибудь дерева и исследовать, сколько они содержат золы весной, в середине лета и осенью, перед листопадом, то в результате выявится резкое повышение золы с возрастом листьев. В конце мая листья бука содержат по отношению к сухому весу 4,6% золы, в конце июля — 7,4 %, а в конце октября— 10,8%, т. е. в два с лишком раза больше, чем весной. Каким образом в течение лета накапливается в листьях такое значительное количество минеральных веществ? Дело в том, что 8* 111
лист в течение всей своей жизни усиленно испаряет воду. На смену этой испаренной влаги в него непрерывно поступает новая, которая засасывается корнями.из почвы. Однако, как мы знаем, растение получает из почвы не чистую воду, а растворы различных солей. Эти соли, проходя вместе с водой через все растение, попадают и в листья. Часть их идет на питание растения, часть же, остающаяся не использованной, откладывается в клетках листа. В результате этого к осени листья становятся как бы минерализованными, обильно пропитанными солями, отложения которых s некоторых случаях удается даже рассмотреть под микроскопом. На рис. 63 изображена верхняя часть листа бамбука, ткань которого богата отложениями кремнезема. После обработки препарата соляной кислотой эти отложения хорошо заметны. Большое количество минеральных солей, отлагающихся к осени в листьях, нарушает нормальную их работу и становится вредным для растения; поэтому сбрасывание старых листьев является необходимым условием для его нормальной жизнедеятельности. Так как отложение минеральных солей в листьях — результат испарения, то понятно, что чем больше влаги способны испарить листья, тем сильнее они минерализуются к осени. Это особенно ясно видно при сопоставлении количества золы, отлагаемой в листьях сосиы и лиственницы. Сосиа, которая, как мы знаем, испаряет за лето очень мало влаги, содержит осенью в своей хвое всего лишь около ,1,5%' золы, тогда как лиственница, которая в отношении испарения приближается к лиственным породам, скопляет в мягких иглах до 2,5 % минеральных солей. Необходимость изба- Рис. 63. Зольные вещества в листе бамбука виться от накопившихся после обработки соляной кислотой верхней в листьях вредных ОТ- кожицы, пропитанной кремнеземом: боосов обусловливает у —устьица; крк — отложения кремневой кислоты. оросив оиусливливс«:1 116
Рис. 64. Последние листья (фото С. С. Турова). листопад у деревьев во влажном тропическом климате. Вначале полагали, что в тропических местностях, где климат в течение круглого года остается более или менее однородным, листопада вовсе не существует. Однако более тщательные наблюдения, произведенные в тропическом ботаническом саду в Бьютензорге (остров Ява) и в Индии, показали, что и в тропиках листопад 117
представляет собой обычнейшее явление. Правда, опадение листьев у различных деревьев происходит здесь не одновременно, причем даже различные экземпляры одного и того же вида имеют листопад в различное время. В результате безлистное состояние во влажном тропическом климате нередко продолжается у какого-нибудь дерева или части дерева всего лишь несколько дней. Растение сбрасывает ставшие для него балластом старые листья и немедленно облачается в новый зеленый наряд. Эти факты указывают, что листопад зависит не только от внешних, но и от внутренних причин, т. е. становится необходимым в результате жизнедеятельности самого растения. [Явления листопада у наших деревьев и смена листьев у вечнозеленых растений безусловно представляет собой весьма сложный и биологически интересный процесс. Изложенное здесь А. В. Кожевниковым представление (Молиша) о том, что непосредственной причиной опадения листьев является чрезмерное накопление в них нерастворимых минеральных солей отражает лишь одну из сторон этого сложного биологического явления. У наших вечнозеленых деревьев, кустарников и трав наибольшей интенсивности листопад достигает в течение весеннего периода —■ периода образования новых листьев. С особой отчетливостью совпадение этих двух процессов — отмирания старых и образования новых листьев — наблюдается у наших вечнозеленых и зим- незеленых травянистых растений — копытеня, осок, луговых злаков, живучки ползучей и т. д. Это совпадение далеко не случайно. Уже давно было известно (см. стр. 119), что перед опадением листьев в них обнаруживается ие только повышенное количество нерастворимых минеральных солей (кальция, магния, железа, кремния и др.), но и наблюдается резкое падение количества азота, фосфора и калия, т. е. элементов, наиболее необходимых для нормальной жизнедеятельности листа. Поэтому можно было полагать, что непосредственной причиной отмирания и опадения листьев является именно этот процесс оттока наиболее ценных элементов из стареющих листьев. Оттекающие азотные, калийные и фосфорные соединения используются растением для построения новых растущих органов — листьев, стеблей, соцветий и цветков, органов вегетативного возобновления или отложения в запас для роста в будущем всех перечисленных органов. Высказаииое здесь предположение было проверено нами опытным путем. Если причиной отмирания листьев является отток из них питательных веществ, то достаточно прервать этот отток, чтобы увеличить длительность жизии листьев. У травянистых растений прервать или ослабить этот отток оказалось 118
нетрудным, зная что оттекающие вещества уходят в новые растущие побеги. Для этого ранней весной, еще до начала роста побегов, у копытеня (Asarum europaeum) и живучки ползучей (Ajuga reptans) были удалены все почки, которые дали бы новые побеги. В последующем мы тщательно следили за вновь появляющимися побегами и немедленно обрывали их. В результате опыта старые листья копытеня не отмерли, как это обычно, в июне, а прожили все лето, перезимовали вторую зиму и следующее лето. Таким образом удалось более чем вдвое увеличить длительность жизни листьев копытеня. У живучки ползучей опытные листья также не отмерли в июне, как обычно, а дожили до глубокой осени, а часть их даже перезимовала в течение второй зимы. Несколько иначе был поставлен опыт с чистяком (Ficaria ranunculoides). У чистяка, как известно, листья начинают желтеть и отмирать в конце мая — начале июня. Весенний рост его сопровождается одновременным образованием крупных клубеньков корневого происхождения, куда и оттекают образующиеся в листьях питательные вещества. Мы пересадили в середине апреля несколько десятков растений чистяка в стеклянные банки с раствором Кнопа и тщательно обрывали у опытных растений все появляющиеся клубеньки и надземные стебли. У контрольных растений растущие части не обрывались. В последующем оказалось, что опытные растения сохранили свои листья до середины июля, тогда как у контрольных отмерли в первой декаде июня. И здесь, как у копытеня и живучки, длительность жизни увеличилась почти вдвое. Таким образом, непосредственной причиной отмирания листьев, как видно из приведенных опытов, является отток из них питательных веществ, используемых растением для образования новых органов. Но это лишь непосредственная, ближайшая причина отмирания листьев, а в более общем плане листопад и смена листьев представляет собой приспособительное явление, исторически сложившееся в процессе развития вида в определенных климатических, почвенных и фитоценотических условиях.] Что содержится в опавших листьях Анализы опавших листьев показали, что в них содержится, кроме известного процента золы, значительное количество углеводов — органических веществ, содержащих углерод и выработанных листом в результате поглощения им углекислоты из воздуха. Замечательно при этом, что опавшие листья значитель- 119
но богаче углеводами, чем молодые. Таким образом, растение, ежегодно сбрасывая листву, лишается известного количества питательных веществ, которые не успевают полностью перейти в стебель. Однако подобная расточительность не приносит растению особого вреда. Углеводы — это вещества, которые в любом количестве могут быть получены растением из воздуха. Азот растение усваивает только из почвы в виде растворенных солей. И азота нередко растению нехватает. Поэтому оказывается, что азотистые вещества перед листопадом в значительных количествах передвигаются в ствол, где и перезимовывают или потребляются растением в течение зимы; вместе с азотистыми веществами из листьев выводятся и другие ценные для растения минеральные соли; тем не менее установлено, что значительная часть их все же остается в опадающих листьях. Опавшие листья представляют собой очень ценное удобрение. Благодаря им почва в лесу ежегодно обогащается перегноем, приобретая ряд важных свойств. Так, например, почва широколиственного леса не промерзает зимой в силу значительного содержания гумуса и это дает возможность весенним растениям развиваться под снегом. Одни гектар дубового леса получает более 5000 кг отпада (сухой вес листьев, хвороста и пр.), что дает примерно 520 кг золы. Отсюда понятно, что сбор опавших листьев и вообще удаление лесной подстилки в лесу отрицательно сказываются на жизни деревьев. Так, например, в одном опытном лесничестве, где в течение ряда лет практиковался сбор лесной подстилки, прирост насаждения упал на 11%. В листьях некоторых деревьев содержатся дубильные вещества. В незначительном количестве они есть в листьях дуба, но особенно много их в листьях благородного каштана — дерева, широко распространенного у нас в Западном Закавказье. Свежие опавшие листья в каштановых лесах содержат до 12% дубильных веществ, поэтому сбор их для получения дубильного экстракта может иметь промышленное значение. Отчего осенью листья желтеют Растения кажутся нам зелеными от большого количества мельчайших хлорофилловых зерен, расположенных в клетках листьев и стеблей. Мы знаем, что в хлорофилловом зерне совершается процесс разложения углекислоты, в результате которого з растении из неорганических соединений создаются органические вещества — углеводы. Хлорофилловое зерно не остается неизменным в растении. Оно недолговечно. Улавливая солнеч- 720
ную энергию, необходимую для процесса ассимиляции, хлорофилл разрушается под влиянием света и вновь создается в растении, причем образование его также может происходить только лишь на свету. Однако хлорофилл — не единственное красящее начало в тканях растений. Наряду с ним, постоянно присутствуют особые пигменты, известные под названием ксантофилла и каротина. Первый их них чисто желтого цвета, второй имеет оранжевый оттенок; каротин обусловливает характерный цвет кория моркови, где он содержится в очень большом количестве. Желтые пигменты всегда есть в зелени растения, но летом они совершенно не заметны, так как замаскированы интенсивной зеленой окраской хлорофилла; тем не менее их очень легко выделить при помощи следующего несложного опыта. Каждый, вероятно, знает, что зеленые части растений, если их бросить в крепкий спирт, начинают бледнеть, тогда как спирт, напротив, быстро зеленеет. Этот процесс обесцвечивания листьев вызван тем, что хлорофилл растворяется в спирту и особенно быстро при подогревании или даже осторожном кипячении спирта в водяном баке. Крепкая спиртовая вытяжка из зеленых листьев при рассматривании ее в' проходящем свете выглядит изумрудно-зеленой, в отраженном же свете флюоресцирует (отсвечивает) вишнево- красным оттенком. Вместе с хлорофиллом в спирт переходят и желтые пигменты. Чтобы отделить их, в вытяжку следует налить немного бензина. Взболтав эту смесь, через некоторое время можно заметить, что бензин, как более легкий, всплывет наверх, тогда как слой спирта останется внизу. При этом бензин будет иметь изумрудную окраску, спирт же примет золотисто-желтый цвет от оставшихся в нем желтых пигментов листа — ксантофилла и каротина. Отделение хлорофилла от желтых пигментов основано на большей растворимости его в бензине, чем в спирте. Осенью, по мере затухания деятельности листа в связи с образованием в его черешке отделяющего слоя, в нем замедляется и, в конце концов, совсем прекращается образование хлорофилла; разрушение же хлорофилла под влиянием солнечного света продолжается. В результате лист теряет свою зеленую окраску, и желтые пигменты, незаметные до этого времени, внезапно обнаруживаются. К этому, однако, необходимо добавить, что не только ксантофилл н каротин обусловливают желтую окраску листьев осенью; в настоящее время найдены еще и другие желтые пигменты, которые отсутствуют в живых тканях листа и появляются лишь при их отмирании в момент листопада. Так как разрушение хлорофилла идет более быстрыми тем- 121
пами на ярком свету в солнечную погоду, то становится понятным, почему в пасмурную дождливую осень листья дольше сохраняют свою зеленую окраску и почему два-три ясных солнечных дня, сменившие ненастье, сразу разукрашивают кроны деревьев в яркие золотистые краски осени. Что обусловливает багряный цвет деревьев во время листопада Осенью раскраска листьев особенно привлекательна своими багряными тонами. Однако эти тона встречаются не у всех деревьев. В багрянец убираются кроны кленов и осин; нарядную, розоватую окраску принимает листва бересклета; темнопурпуро- выми становятся гирлянды дикого винограда. Наряду с этим, липы, дубы и березы лишены красных оттенков, они отливают лишь различными желтыми и золотистыми тонами. Чем же обусловлен красный цвет осенних листьев? Он обусловлен особым красящим веществом — антоцианом, которое чрезвычайно широко распространено в растениях. В отличие от хлорофилла, антоциан не связан внутри клетки с пластидными образованиями. Он растворен в клеточном соке и реже встречается в виде мелких кристаллов. Антоциан очень легко извлечь из любых красных или синих частей растения. Если прокипятить некоторое количество свеклы или красной капусты, то вода окрашивается от антоциана в лиловый или грязнокрасный цвет. Достаточно ' прибавить к этому раствору несколько капель какой-нибудь кислоты, например уксусной, как он сейчас же примет интенсивно- красную окраску. Антоциан обусловливает также голубую и розоватую окраску цветов. Многочисленные колеры роз, огневой цвет мака, небесноголубые оттенки незабудок, лиловый цвет фиалок—все это результат наличия антоциана в клеточном соке. Дело в том, что антоциан, в зависимости от того, в какой среде он находится — в кислой или щелочной, способен быстро менять свой оттенок. Подобно лакмусовой бумажке, при кислой реакции он имеет розоватый цвет, при щелочной — синеет. В связи с этим некоторые растения обладают замечательной способностью с возрастом менять окраску своих цветков. Мы уже упоминали выше об этом явлении в цветках медуницы, которые в момент зацветания имеют розоватый венчик, в дальнейшем приобретающий пурпуровую, а затем и синюю окраску. То же наблюдается и в соцветиях другого обитателя широколиственного леса — сочевичиика. В его изящных кистях нижние, более старые цветы имеют синюю окраску, верхние, более молодые — розоватую. Подобное же изменение окраски с возрастом можно 122
Рис. 65. Смешанный лес в начале знмы (фото С. С. Турова), видеть и на незабудках. Цветы всех этих растений вначале очень богаты кислотами, но затем постепенно теряют свою кислотность, и растворенный в клеточном соке антоциан синеет. Пользуясь этим свойством антоциана, удается без особого труда произвольно менять окраску некоторых цветков. Если продержать некоторое время голубые цветы незабудбк или фиалок в атмосфере табачного дыма, они вскоре начинают зеленеть под действием щелочи, которая содержится в табачном дыму. Тот же результат получается и при действии нашатырного спирта. Если же поместить цветы под стеклянный колпак с дымящей соляной нли уксусной кислотой, они быстро розовеют. Антоциан широко распространен в молодых растущих частях растения. Выше мы указывали, что он окрашивает женские сережки ольхи и рыльца женских цветов орешника в пурпуровый и розовый цвета. Здесь он может иметь роль некоторого дополнительного улавливателя тепловых лучей, поглощая зеленые и синие части спектра. Какое же значение имеет антоциан в отмирающих листьях? Появление антоциана в тканях растений находится в определенной зависимости от внешних условий. При понижении температуры количество антоциана в клеточном соке увеличивается так же, 123
как и при ярком свете. Вместе с тем образование антоциана стимулируется также остановкой или задержкой в листве питательных веществ, получаемых растением в результате ассимиляции. Особенно хорошо это заметно при различных поранениях растений. Над местом пореза скапливаются углеводы, а вслед за тем соответствующая часть растения принимает интенсивную антоциановую окраску. Можно думать, что и в осенних листьях, где легко происходит повреждение в сосудистой системе, тормозится отток углеводов, что способствует образованию антоциана. Таким образом, багряные оттенки, в которые окрашиваются деревья во время листопада, не какое-либо особое приспособление, а лишь свидетельство затухания жизнедеятельности в листьях в связи с подготовкой растений к зимнему покою. Особенности листопада у некоторых деревьев и кустарников Осенняя раскраска листьев наблюдается далеко не у всех деревьев. У ольхи листья во время листопада сохраняют свой зеленый цвет и чернеют лишь после заморозков. Точно так же совершенно не изменяют свой цвет листья сирени: они остаются зелеными на ветвях до выпадения снега, несмотря на то, что давно уже убиты морозами. У осины листопад начинается, когда листья еще зелены, осенняя же раскраска наступает позднее, когда часть дерева уже обнажилась. Продолжительность листопада у различных деревьев, так же как и период пожелтения листвы, бывает крайне различной. Из наших деревьев листопад, видимо, наиболее длителен у березы (около двух месяцев), тогда как липа успевает сбросить свою листву в две недели. Установить сроки листопада у какой-нибудь древесной породы не так легко, так как у различных экземпляров одного и того же вида он начинается и заканчивается не одновременно. Причина этого явления далеко не всегда лежит во внешних условиях. Нередко два дерева, растущие по соседству, на целую неделю различаются по времени пожелтения и опадения своих листьев, причем эти особенности листопада отдельных деревьев ежегодно повторяются. Особый интерес представляют некоторые экземпляры дуба, которые очень долго не сбрасывают своих листьев и в течение всей зимы стоят в своем осеннем уборе. Несмотря на то, что листья на таких дубах уже давно мертвы, они крепко висят на ветвях, выдерживая зимние вьюги и метели, и опадают лишь в начале весны, незадолго до того времени, как начнется развитие молодых листьев. Эти своеобразные де- 124
ревья представляют собой особую форму дуба, известную под именем «позднего дуба», тогда как экземпляры, нормальпо сбрасывающие листья, относятся к раннему дубу. Обе эти формы, повидимому, являются наследственно закрепленными, хотя это еще нуждается в проверке. Кроме особенностей листопада, поздний дуб отличается от раннего более поздним цветением и распусканием почек, которое запаздывает на 2—3 недели. Весной такие дубы стоят еще совершенно голыми, в то время как их соседи уже покрылись зеленой дымкой молодой листвы. Несмотря на столь резкое различие в развитии, оба дуба не отличаются существенным образом по форме и величине своих листьев и желудей. Правда, некоторые авторы указывают, что ранняя форма дуба, которая вообще у нас более обычна, характеризуется более широкой раскидистой кроной, менее правильным стволом и более легкой древесиной, тогда как поздний дуб имеет более сжатую крону, полнодревесный ствол и более тяжелую древесину; интересно, что обе формы дубов различаются народом: ранний дуб называют «летним дубом», или просто «дубом», а поздний — «зимним дубом», или «дубицей». В настоящее время большинство авторов считает, что поздний, или зимний дуб более приспособлен к нашим климатическим условиям, а потому со временем распространится значительно шире. Дело в том, что молодые побеги дуба часто повреждаются весенними заморозками. В этом отношении поздняя форма дуба находится в более благоприятных условиях. Несмотря на большой научный и лесоводственный интерес, который представляют ранняя и поздняя формы дуба, они изучены еще не достаточно. Интересно провести более детальные наблюдения за ними в различных условиях и в различные годы и выяснить, приурочены ли какие-либо формы к определенным местообитаниям. Очень интересно установить также, есть ли у каких-либо других древесных пород подобного рода ранние и поздние формы. Мы указывали уже на способность лиственницы в некоторых условиях очень долго сохранять свою хвою; на Кавказе часто встречаются поздние формы бука и каштана, но они в этом отношении еще почти не изучены.
Глава седьмая ПЕРЕЗИМОВКА ТРАВЯНИСТЫХ РАСТЕНИЙ |-1ачать наблюдения за перезимовкой растений лучше всего * *осенью. В это время года легче всего познакомиться с той своеобразной подземной жизнью, которую ведут наши многолетние лесные растения и которая не менее интересна, чем их надземная жизнь, целиком проходящая перед нашими глазами. Весной развитие растений идет очень быстро. Чтобы захватить еще не распустившиеся зимующие почки растений, нужно отправляться в лес возможно раньше, сразу после того как сойдет снег; однако в это время еще многие растения такого типа, как ландыш, майник или вороний глаз, находятся целиком в земле и найти их подземные части, до того как на поверхность почвы покажутся их листья, бывает очень трудно. Осенью в лесу можно легко найти любые растения по их старым отмершим и пожелтевшим частям и, раскапывая, легко установить, где находятся их почки и в каком виде они переносят долгую и суровую зиму. Кроме того, осенью, когда нет цветущих растений, легче бывает сосредоточиться на менее приметных сторонах жизни растений. Поэтому полезно отправиться, вооружившись лопатой, в один из теплых осенних дней в лиственный лес, чтобы, покопавшись в опавшей листве и ароматной лесной почве, провести ряд интересных и важных наблюдений над жизнью его обитателей. Подземная жизнь ландыша Каждый знает, как много встречается в лесу ландышевых листьев, или, точнее, нецветущих стеблей, и как сравнительно редко встречаются стебли с изящными кистями цветков. Если подсчитать, какой процент стеблей ландыша цветет по отноше- 126
нию ко всем встречающимся на любом участке леса, то даже в самых «урожайных» на ландыш местах мы получим совершенно ничтожные цифры. Окажется, что в лучшем случае один цветущий ландыш попадается на сотню нецветущих, а то и еще реже. Если же мы придем в лес осенью и посмотрим, сколько найдется в нем плодоносящих стеблей, несущих крупные оранжевые ягоды, то окажется, что их в лесу найти гораздо труднее, чем цветущие растения, и не потому что они мало заметны, — значительная часть цветов опадает после цветения, не завязывая плодов. Вместо ягод в таких случаях мы находим на стебле лишь засохшие цветоножки. На что указывает этот факт? Очевидно, семенной способ размножения мало надежен для ландыша и у него должен быть какой-то другой способ размножения, обеспечивающий ему возможность такого широкого распространения в лесу. Раскопки вокруг стеблей ландыша легко убеждают в справедливости такого предположения. В поверхностном слое почвы на глубине 6—8 см расходятся во все стороны тонкие белые шнуры, местами дающие густые бороды белых корешков. Это — корневища ландыша, представляющие собой подземные стебли. Образуя под землей сложную сетку, они соединяют друг с другом довольно далеко отстоящие стебли, в результате чего большое количество ландышей оказывается в действительности одним сильно разросшимся экземпляром. Присмотревшись внимательно к корневищам, мы обнаружим, что они состоят из более длинных горизонтальных участков и более коротких вертикальных побегов, причем окончания тех и других несут крупные белые почки, которые, перезимовав, дадут весной либо надземные, либо подземные побеги. На рис. 66 представлен в натуральную величину участок корневища ландыша, на котором не трудно разглядеть все детали подземной жизни этого растения. В левой части рисунка находится трехлетний вертикальный побег, состоящий из трех частей 'А, Б и В, из которых каждая соответствует определенному году. Границы между отдельными частями корневища являются кольцевые рубцы — следы когда-то бывших здесь чешуйчатых листьев, которые в настоящее время видны в самой молодой части В. Каждый год, весной, когда побег начинает свое развитие и почка трогается в рост, окружающие ее чешуйчатые листья отпадают, оставляя рубцы. По' соседству с этими рубцами располагаются следы от двух надземных зеленых листьев, которые отмирают глубокой осенью. На вертикальном трехлетнем участке корневища ландыша 127
видны также и боковые побеги. Они представляют собой также подземные стебли, но растущие горизонтально и находящиеся под землей. На прошлогоднем отрезке вертикального корневища имеются два т.аких боковых побега аг и а2, которые на нашем рисунке частично обрезаны. Наиболее старый участок вертикального корневища А дал всего лишь один боковой побег а, который в течение одного лета вырос на значительное расстояние и образовал на своем конце две почки В и В'. Одна из них даст в будущем году новый подземный шнур корневища. При помощи Рис. 66. Корневище ландыша (объяснение в тексте). таких горизонтальных участков корневище ландыша разрастается и завоевывает себе в лесу новое пространство. Так как, прирост такого корневища в среднем равен 16 см, а боковые побеги могут отходить в двух или даже трех направлениях от каждого участка вертикального корневища, можно представить себе, с какой быстротой происходит разрастание ландыша. Несомненно, что такой способ размножения является значительно более надежным, чем семенное воспроиЗ' ведение, особенно в условиях леса, где цветение сильно подавлено и где молодым всходам приходится выдерживать суровое соревнование в борьбе за жизнь. На рис. 67 представлен участок вертикального корневища ландыша. На нем можно легко определить его возраст, пользуясь листовыми рубцами. Этот участок имеет восьмилетний возраст (соответствующие определенным годам участки обозначены латинскими буквами а, Ъ, с, d, As, Щ Рнс. 67. Участок вертикального корневища ландыша в натуральную величину (объяснение в тексте). 128
/, g), причем он ежеп/дно цвел. На это указывают нам характерные круглые рубцы (bs), являющиеся остатками цветочных стеблей, которые у ландыша всегда располагаются сбоку в пазухе зеленых листьев; поэтому такие рубцы и на корневище имеют боковое положение по отношению к листовым рубцам. На верхушке побега в почке также заложен цветочный побег с бутонами (bs7); они ясно видны, так как одна из чешуи отогнута. Так как семенной способ воспроизведения в жизни ландыша имеет сравнительно небольшое значение, найти всходы его бывает очень трудно, причем, если н удается, то это будут, в лучшем случае, лишь двухлетние всходы. Это объясняется тем, что ландыш на первом году своей жизни ведет исключительно лишь подземный образ жизни и не образует зеленых листьев. Маленький семядольный листочек и два-три первых чешуйчатых листа в течение всей своей непродолжительной жизни остаются под поверхностью земли. Лишь нз образующейся на зиму почки иа следующий год развивается первый зеленый лист. С этого времени ландыш начинает питаться самостоятельно. Мы видим, таким образом, что ландыш ведет интересную подземную жизнь. Под землей целиком проходит первый год его жизни, здесь же постоянно находятся его подземные стебли, живущие много лет подряд, в то время как надземные побеги существуют лишь в течение нескольких летних месяцев. Чем замечательны корневища соломоновой печати В наших лиственных и хвойных лесах широко распространено изящное растение, известное под названием купены, или соломоновой печати (Polygonatum). Листья его чрезвычайно напоминают листья ландыша, но сидят они по 5—10 штук на высоком стебле с поникающей верхушкой, чем оно сразу отличается от ландыша, у которого имеется только два, редко три листа. Кроме того, у ландыша цветущий стебель выходит сбоку от корневища, у купены же цветки располагаются в пазухах листьев надземного стебля по одному или по трн-пять н свешиваются вниз. В лесах средней полосы СССР обитают два вида купены, или соломоновой печати, — купена многоцветковая (Polygonatum multiflo- rum) и купена обыкновенная (Polygonatum officinale). Отличить их легко по следующим признакам: Купена многоцветковая Купена обыкновенная (Polygonatum muitiflorum) (Polygonatum officinale) Стебель высокий (30—100 см), Стебель менее высокий (15—45 см)*, округлый угловатый, гранистый Цветки или ягоды сидят пучками Цветка расположены в пазухах в пазухах листьев по 3—5. листьев по 1 илн 2 Ягоды зеленовато-черные Ягоды синевато-чериые g Весна н осень ]2Я
Цветет купена одновременно с ландышем. Цветки ее, имею* щие вид колокольчиков, лишены аромата, тем не менее купена, особенно многоцветковая, в разгар цветения, благодаря своему высокому дугообразному стеблю, крупным листьям и большому количеству цветков, производит впечатление очень изящного растения. Недаром это растение в некоторых садоводствах выгоняют зимой наряду с ландышем. Однако все же наибольший интерес представляют не цветущие стебли купены, а ее своеобразные корневища. Они располагаются неглубоко под землей (10— 15 см) в том рыхлом и богатом перегноем почвенном горизонте, где залегают корневища и корни большинства травянистых обитателей леса. Корневища купены имеют вид длинных и сравнительно толстых (особенно у многоцветковой купены) шнуров, покрытых различными рубцами, из которых особое [внимание привлекают округлые крупные 0 ,0 п , 'углубления, расположенные на расстояние, ой. Проросток ку- о о с пены, подобно ландышу, иие 2~3 см ДРУГ от ДРУ™- Благодаря в течение первого года ЭТИМ рубцам, имеющим ВИД каких-то ведет подземный образ отпечатков, купена и получила название жизни: «соломоновой печати». Корневища име- „Тсцсм,яи5-— „первь* в —DT°- ют на конце, по соседству с оонования- рои ннзозои лист. Надземных w « листьев еще нет. ми отмерших стеблей этого года, крупные белые почки. Из этих почек в будущем году разовьются новые стебли, из боковой же почки будет продолжаться рост корневища в длину. , Если поздней осенью отломить основание стебля от корневища, то на его месте останется глубокий, круглый след, а так как корневище купены ежегодно вырастает на определенную длину и дает из почки всего лишь один стебель, то по этим следам можно легко определять возраст живой части корневища, которая может достигнуть в некоторых случаях 15 лет. На рис. 69 представлен четырехлетний отрезок корневища купены в натуральную величину. На нем видно, что в 1935 г. стебель купены находился примерно на 7 см левее того места, где он появится на поверхности земли весной 1938 г. Таким медленно
ным темпом стебли перемещаются в определенном направлении на 2—3 см в год, н за 15—17 лет жизни корневища проходят менее полуметра. Стебли ландыша, как мы видели, перемещают,- Рис. 69. Четырехлетнее корневище многоцветковой купены. ся в лесу при помощи корневищ гораздо быстрее, так как их прирост в течение одного лета достигает в среднем 16 см. Всходы купены, подобно всходам ландыша, в течение первого года ведут подземный образ жизни, поэтому найти их в это время в лесу совершенно невозможно. Корневища купены обладают одной замечательной особенностью. Они располагаются под землей всегда на определенной глубине. Достаточно даже незначительного изменения этой глубины, что может произойти в лесу под влиянием жизнедеятельности дождевых червей, различных грызунов или лесного отпада, как это сейчас же отражается на развитии конечной почки корневища. Вырастающий из нее новый участок корневища либо несколько приблизится к поверхности, если слой почвы над ним стал толще, либо, наоборот, если часть почвы снесена, зароется глубже в землю, в результате чего новая почка, образующаяся к осени следующего года, окажется на нормальной для купены высоте. Известный датский бота- „ _л _ п. " "ис. 70. Поведение конечной почки ник Раункиер, посвятивший мио- кориевища купеиы иа различных го времени изучению перезимов- глубинах (объяснения в тексте). 9* 131
хи растений, йроделал следующий опыт. Он взял несколько корневищ многоцветковой купены и посадил их в апреле на различную глубину — на 5, 15 и 30 см. Уже в сентябре выяви* лось определенное различие в росте молодых частей корневищ: у корневищ, расположенных слишком близко к поверхности почвы, почка (рис. 70) углубилась в землю (А), у корневищ, находящихся на нормальной глубине в 15 см, она осталась на том же уровне (В); у корневищ, слишком глубоко расположенных, она соответственно переместилась кверху (С). Подобная чувствительность подземных частей растений к- глубине их залегания представляет очень интересное явление, но мы еще не знаем, чем оно в конечном счете обусловлено —* играет ли здесь роль раздражителя воздух, свет, влага или сила земного притяжения, так называемый геотропизм. Не изучены в этом отношении и другие растения из числа наших самых обычных лесных обитателей. Все эти детали подземной жизнн растений могут служить интересной темой для многих самостоятельных наблюдений и опытов. Как побеги некоторых растений временно переходят к подземному образу жизни Такие растения, как ландыш, купена,; вороний гХаз и другие, а- также многолетние лесные весенние эфемеры, ведут своего рода двойственный образ жизнн. Ежегодно у них происходит одновременный рост надземных и подземных стеблей, причем если надземный стебель очень недолговечен и существует всего лишь от 11/2 до 5 месяцев, то подземный стебель живет, как мы виделн, в течение многих лет. При помощи корневищ растения размножаются, корневища же служат и органами перезимовки — подземными кладовыми. В них отлагаются питательные вещества, за счет которых весной развиваются новые побеги. Так как корневища располагаются на некоторой, хотя и незначительной глубине, то их зимующие почки находятся под двойной защитой: с одной стороны, их защищает от зимних холодов и высыхания почвенный слой, с другой, — опавшие листья, которые образуют к зиме в лиственном лесу оплошной покров. Выгоды подземного образа жизни используются некоторыми лесными растениями, которые специально к зиме образуют особые подземные побеги, приспособленные для перезимовки. В этом отношении интересна наша обычно часто встречающаяся лесная звездчатка (Stellaria neroorum). Лесная звездчатка — растение сырых и тенистых мест в лиственных лесах и парках 132
(рис. 71), летом имеет прямостоящие или при самом основании приподнимающиеся стебли, густо покрытые крупными яйцевидными темнозелеными листьями. К концу лета, когда температура и интенсивность освещения начинают падать, при основании растения образуются особые лежачие побеги с растянутыми меж- Рис. 71. Лесная звездчатка с молодым лежащим на земле побегом, развивающимся под осень. 133
доузлиями и мелкими чешуйчатыми листьями. Эти побеги, в отличие • от нормальных стеблей, развивающихся весной, обладают положительным геотропизмом, т. е., подобно корням, ра- Рис. 72. Адокса с подземными побегами. Сверху — зимующая почка. стут вниз по направлению к центру земли. Таким образом, оии зарываются в землю и покрываются опавшими листьями. Весной их верхушка вновь начинает расти нормально и дает побеги, возвышающиеся иад поверхностью земли (см. рис. 71). Несколько иначе ведет себя другое растение наших тенистых лиственных лесов, мускусная адокса (Adoxa moschatellina). Это небольшое изящное растение с тройчатосложными светлозелеиыми листьями и округлой головкой мелких невзрачных цветков. Цветет оно в первой половине мая и обладает очень быстрым развитием, которое начинается у него еще под снегом. Адокса очень рано заканчивает свою вегетацию, листья ее начинают желтеть и отмирать в начале июля. Однако к этому времени у адоксы образуются длинные горизонтальные побеги, которые, обладая положительным геотропизмом, врастают в землю, где и обра- 134
зуют особые почки, состоящие из толстых мясистых листочков, Заполненных питательными веществами (рис. 72). Зимующие почки адоксы обладают замечательной способностью. Если их в том же году, в котором они образовались, например осенью, выкопать и положить на поверхность почвы на светлое место, они сейчас же начинают прорастать в побег, быстро углубляющийся в землю (см. рис. 72). Достигнув известной глубины, этот побег на своем нижнем конце образует снова почку, которая и остается зимовать, тогда как верхняя почка и самый' побег затем быстро сморщиваются и отмирают. Другие способы перезимовки травянистых растений Многолетние растения, вроде майника, купены, хохлатки, ветреницы и других, зимующих под землей под прикрытием опавшей листвы и верхнего почвенного слоя, очень обычны в наших лиственных лесах. Несколько меньше их в хвойных лесах и на лугах, где подобного рода подземный образ жизни ведут различные злаки и осоки с ползучими побегами. Все эти растения относятся к числу летнезеленых, т. е. таких, у которых надземные побеги сохраняются лишь в течение летнего сезона и на зиму отмирают. За свой подземный способ перезимовки они с полным правом могут быть названы геофитами, что в дословном переводе означает «земляные растения». Все растения по способу перезимовки делятся на следующие типы: 1) фанерофи- ты, 2) хамефиты, 3) геми- криптофиты, 4) геофиты (криптофиты) и 5) терофи- ты. В дальнейшем мы рассматриваем эти типы подробнее. В наших лесах, особенно же на лугах, широко распространены растения, зимующие почки которых располагаются обычно на самой ничтожной глубине, либо даже выступают над уровнем почвы (рис. 73). Однако заметить их не всегда бывает 0 ni v л Рис. 15. Корневище герани с зимую- легко, так как ОНИ Обычно щими почками, располагающимися на скрыты отмершими остатка- . поверхности почвы (гемикриптофит). 135
ми листьев или засыпаны опавшей листвой. К числу таких растений, зимующие почки которых находятся на самой поверхности почвы под защитой снежного покрова, относится, как мы увидим дальше, около половины всей нашей флоры. Многие из ннх, как, например, одуванчик, земляника, манжетка и другие, имеют листья, собранные в розетку, причем в некоторых случаях листья в таких розетках сохраняются на зиму. Уже знакомые нам грушанки, обитатели хвойных лесов, относятся как раз к числу таких растений. Растения с почками, зимующими на поверхности, носят название гемикриптофитов, что значит «наполовину скрытые растения». Их особенно много на лугах, где основную массу травостоя образуют дерновинные и рыхлокусто- вые злаки и осоки, которые относятся к этому типу. Молодые почки злаков и осок бывают спрятаны среди многочисленных остатков отмерших или отмирающих листьев и побегов и располагаются у самой поверхности почвы. Несмотря на то, что почки у, гемикриптофитов находятся на поверхности земли, многие из них имеют также подземные лобеги, которые, однако, в данном случае служат не для перезимовки, а для размножения. Мы уже знаем, что в лесу семенное воспроизведение сильно подавлено и что здесь вегетативное размножение прн помощи подземных и надземных стеблей играет очень большую роль. Рис. 74. Грушаика круглолистная с подземными побегами (по рис. Саркисо- '* вой-Федбровой). 136
Можно уверенно сказать, что более 75% обитателей наших тенистых хвойных и лиственных лесов в той или иной степени способны к вегетативному размножению. Рис. 75. Костяника (по рис. Саркнсовой-Федоровой). На рис. 74 изображена одна из наиболее распространенных у нас грушанок — грушанка круглолистная, которая растет в хвойных и смешанных лесах. Ее кожистые вечнозеленые листья собраны в розетку, в центре которой находятся зимующие почки, располагающиеся на самой поверхности почвы. Однако, наряду с этим, у грушанки имеются длинные подземные побеги, имеющие вид толстых белых нитей. Если осторожно раскопать почву, глазам откроется любопытная картина — целая сложная и очень длинная сетка корневищ, расходящихся во всех направлениях. Каждое ответвление такого корневища заканчивается розеткой, так что даже далеко отстоящие друг от друга растения оказываются соединенными под землей и представляют в сущности одни сильно разросшийся экземпляр. Такие корневища сохраняются до 8 лет, причем ежегодно прирост их достигает в среднем 18 см. Еще быстрее размножается вегетативным путем другой гемикриптофит наших лесов — костяника (рис. 75). Это растение, хорошо известное по своим сочным кисловатым «ягодам» (костянкам), замечательно во многих отношениях. Несмотря на то, что цветет и плодоносит оно достаточно обильно, размножение его в основном происходит вегетативным путем. Если •» 137
осмотреть осенью его стебли или, еще лучше, выкопать Их из земли, то при основании вы заметите крупные красные почки, располагающиеся на самой поверхности почвы. Здесь же под землей вы обнаружите и короткие подземные побеги, при помощи которых костяника может размножаться. Однако это размножение идет очень медленно, так как прирост их ничтожен — всего лишь около сантиметра в год. Гораздо быстрее идет у костяники размножение при помощи надземных побегов — усов, имеющих вид длинных шнуров. Стелясь по земле, они образуют местами молодые розетки листьев, которые к осени укореняются. После того как связь этих молодых розеток с материнским растением нарушится, они становятся самостоятельными. Насколько быстро растут усы костянки в длину, видно из того, что в середине июля мне приходилось находить ее усы, достигавшие 3 м. Так как рост их начинается с половины мая, то получается, что трехметровой длины они достигают всего лишь в каких-нибудь 2^ месяца (70 дней), т. е. в среднем за сутки побег костяники вырастает более чем на 3 см. Группа гемикриптофитов — растений с зимующими почками, расположенными на поверхности земли, — очень многочисленна и разнообразна. Однако мы не имеем возможности больше на ней останавливаться; всякий легко может самостоятельно провести наблюдения за различными видами гемикриптофитов, чтобы выяснить особенности их размножения и перезимовки. У каких растений можно наблюдать у нас арктический способ перезимовки С первого взгляда может показаться, что геофиты, прячущие свои почки под поверхностью почвы, наиболее приспособлены к перенесению суровой зимы. Поэтому можно полагать, что растения этого типа будут широко распространены в Арктике. Однако, как показывают соответствующие подсчеты, геофиты и геми- криптофиты наиболее характерны для умеренного климата, т. е. для наших широт, причем особенно распространены здесь геми- криптофиты. В Арктике же преобладает особый тип растений, известный под названием хамефитов, или, иначе, карликовых растений. Чтобы познакомиться с растениями подобного типа, совершенно не обязательно ехать на дальний север. Они имеются в достаточном количестве в наших лесах, особенно хвойных, растительность которых, как мы уже имели случай упомянуть, имеет много общего с растительностью Арктики. 138
Изящные вечнозеленые гирлянды линией, различные виды плаунов, ползучая лекарственная вероника (Veronica officinalis), однобокая грушанка (Ramischia secunda), брусника (Vaccinium vitis idaea) и ряд других вечнозеленых обитателей хвойного леса имеет зимующие почки, расположенные невысоко над поверхностью почвы. Эти почки зимой обычно прикрыты снежным покровом, который защищает их от зимних холодов. Какие же преимущества в отношении перезимовки имеют хамефиты? Почему растения именно карликового типа наиболее распространены в холодных арктических тундрах? Чтобы это стало понятным, необходимо вспомнить, в каких условиях развиваются весной растения в тундре. Как только сойдет снег, поверхностный слой почвы и поверхность самих растений начинает прогреваться солнечными лу4ами; вместе с тем на незначительной глубине располагается вечная мерзлота, которая задерживает развитие растений. Несколько приподнятое над поверхностью почвы расположение зимующих почек дает в этом случае обитателям тундры определенные выгоды. Поверхность почвы и надземные части растений нагреваются значительно сильнее, нежели окружающий воздух, поэтому растения получают, таким образом, некоторое дополнительное количество тепла. Наблюдения, произведенные на Шпицбергене 7 июля, показали, что в то время как на высоте 1 м температура была 4,7°, поверхность дернинки одного арктического хамефита — бесстебельной смолевки (Silene acaulis) — нагрелась до 15,5°, тогда как температура почвы на глубине 8 см была 9°, а уже на глубине 20—30 см залегала вечная мерзлота. Наряду с несколько приподнятым расположением почек, для тундровых растений характерен карликовый рост, благодаря чему они прячутся под защиту снежного по'крова. В наших лесах встречаются хамефиты с вечнозелеными и с опадающими листьями [толокнянка (рис. 76), Рис. 76. Толокнянка. Хамефит с подземными побегами. 139
черника, вереск] в виде кустарников и травянистых растений. Их можно встретить также, хотя и реже, иа лугах, но особенно много их на торфяных болотах (клюква, подбел, и др.). растительность которых очень сходна с растительностью тундры и имеет много общих видов. Совершенно особую и противоположную группу образуют так называемые фанерофиты, т. е. лишенные защиты растения,' перезимовывающие почки которых значительно возвышаются над поверхностью почвы и снежным покровом. Они непосред-, ственно испытывают на себе действие низкой температуры воздуха, вюда относятся наши деревянистые растения: деревья и кустарники, большинство которых сбрасывает свои листья, в то время как некоторые из них (у нас — только хвойные) зимуют с зелеными листьями (хвоей). Фанерофиты свойственны странам с более мягким климатом. Особенно много их во влажных тропиках, где растения этого типа в некоторых местах составляют около 60% всей флоры. Типичный тропический лес в основном населен деревянистыми растениями, а также лианами и высокими травянистыми растениями с многолетним стеблем. Правда, наши фанерофиты сильно отличаются от тропических тем, что сбрасывают листву и образуют особые зимующие почки, тогда как в благодатном климате тропических лесов почти все деревья вечнозелены и не образуют почек, предназначенных для перенесения неблагоприятного времени года. В нашем умеренном климате фанерофитов очень мало; они составляют лишь около 8% всей нашей флоры. Перезимовка однолетних растений Особый тип перезимовки имеют однолетние растения, лишенные подземных зимующих органов. Их стебли вместе с корнями осенью отмирают нацело и сохраняются лишь их семена. Семена, несмотря на свои незначительные размеры, являются наиболее стойкой частью растения в отношении перенесения неблагоприятных условий. Этому способствует не только плотная семенная кожура, но и особое состояние, в котором находится растение в стадии покоящегося семени. Покоящиеся семена способны лежать в сухом месте десятки лет, однако жизнь, в них теплится, и достаточно поместить их в благоприятные условия, как они начнут прорастать. Семена многих растений могут без особого вреда переносить очень сильное охлаждение. Так, например, оказались жизнеспособными семеиа, находившиеся в без- 140
Рис. 77. Смешанный лес зимой (фото С. С. Турова). воздушном пространстве в течение нескольких месяцев при температуре от — 180 до — 235°. Семена многих растений способны переносить также очень высокие температуры. Как сейчас помню, какое сильное впечатление произвели на меня дружные всходы финиковой пальмы, появившиеся после посева семян «косточек» ({Тиннков, взятых из вареного компота. Длительное кипячение лишь размягчило их твердую оболочку, но не повредило содержимого. В садоводстве давно уже известно, что семена многих растений не прорастают без предварительного охлаждения или промораживания. Подобного рода мероприятия необходимы для семян роз; их требуют также семена всех арктических и альпийских растений, которые без охлаждения либо вовсе не прорастают, либо проходят очень длительный период покоя. Наряду с большой стойкостью покоящихся семян к действию низких температур, они способны также переносить длительную засуху. Семена ячменя и пшеницы, пролежавшие завернутыми в бумагу десять лет в ящике стола, сохранили всхожесть на 70—90%. В настоящее время достоверно известны случая, когда прорастали семена 135-летнего возраста. Вместе с тем при г 141
более тщательной проверке оказались фантазией рассказы о том, что сохранили способность к прорастанию зерна злаков, найденные в саркофагах древних египтян. Проросшие в этих случаях зериа нмели вовсе не столь почтенный возраст, а оказались свежими зернами, подсунутыми туристам какими-то предприимчивыми людьми. Тем не менее и существующих фактов совершенно достаточно, чтобы иметь представление о крайней долговечности семян многих растений. Эта долговечность имеет огромное значение, так как позволяет растениям, после того как они были уничтожены, возобновляться на определенном месте за счет прорастания покоящихся в земле семян. Как долго могут сохраняться в природе семена растений, показывает следующий интересный опыт: были взяты со всеми необходимыми предосторожностями из середины леса с лишенной растительности площадки три образца почвы: первый с глубины от Q до 8 см, второй с глубины от 8 до 16 см и третий с глубины от 16 до 24 см. Почвенные пробы были помещены в оранжерею, и через некоторое время на них появились всходы растений. Замечательно при этом, что на пробах, взятых в старом лесу, появились проростки лишь лесных видов, тогда как на пробах, взятых с участка леса, посаженного лет 30—40 назад, выросли, кроме того, луговые и сорные виды — так долго сохранялись в лесу в состоянии жизнедеятельности их семена. Однолетние растения, которые способны зимовать лишь в виде семян, называют терофитами. Они на первый взгляд лучше всего приспособлены к неблагоприятным условиям, так как семенам не вредит ни холод, ни засуха. Тем не менее терофиты в Арктике почти отсутствуют, и по мере продвижения из умеренной области в арктическую процент их во флоре закономерно падает. Это объясняется тем, что однолетники, ежегодно развивающиеся из семян, требуют значительно больше времени для своего развития, чем многолетние вечнозеленые растения, которые как раз наиболее типичны для далеких северных окраин. Как только сойдет снег, их листья сразу же начинают работать, не упуская ни одного дня короткой северной весны, в то время как однолетние растения должны еще прорасти, развить зеленые листья и лишь тогда начинать ассимиляцию. Где же мы встречаем больше всего однолетних растений? Оказывается, они наиболее характерны для более южных, но засушливых районов. Особенно много их в пустынях, в частности у нас в Средней Азии, где местами, например в Голодной степи, они образуют весной сплошные зеленые лковры. Однако жизнь таких пустынных однолетников очень кратковременна. 142 *
Рис. 78. Лес в зимнем наряде (фото С. С. Турова). Через каких-нибудь полтора месяца после своего появления они -■ уже засыхают под палящими лучами солнца, ио все же успевают к этому времени закончить свое плодоношение. Семена их стойко переносят летнюю засуху и суровую зимнюю стужу с тем, чтобы вместе с первыми весенними днями вновь пробудиться к жизни. В нашей флоре однолетников сравнительно немного — около 18%, причем значительная часть их приходится на долю сорных растений. В лесах однолетников очень мало, так как здесь условия не благоприятствуют семенному возобновлению растений. Их обитатели в основном размножаются вегетативным путем. Точно ,так же сравнительно немного однолетников на болотах и на лугах, где они не выдерживают конкуренции с растениями, имеющими мощную дернину. Однолетние растения всегда легко можно узнать, выдернув их из земли. У них отсутствуют какие-либо подземные зимующие органы — корневища, луковицы или клубни; корни их никогда не бывают толстыми и большей частью слабо ветвятся. Особенно легко узнать однолетники осенью: в это время у многолетних растений можно всегда найти зимующие почки, у однолетних же растений таких зимующих почек нет. Впрочем, 143
однолетники не всегда зимуют в виде семян.' Многие из них, как, например, всем известный посевной синий василек, являются озимыми, т. е. прорастают осенью одновременно с появлением озими и зимуют в виде розетки листьев. В этом случае они ведут себя уже не как терофиты, а как гемикриптофиты. На особенностях перезимовки сорных растений мы остановимся несколько дальше. Соотношение типов растений по способу перезимовки в различных областях земного шара Мы познакомились вкратце с основными способами перезимовки растений. Мы видели, что наименее защищены от неблагоприятных условий низких температур деревья и кустарники — фанерофиты, зимующие почки которых находятся высоко над землей и не защищены снежным покровом. Растения этого типа свойственны тропическим странам, где они преобладают над всеми остальными. Совсем другую картину в отношении своего распространения дают карликовые растения с зимующими почками, расположенными невысоко над землей. Этот тип перезимовки свойственен обитателям далеких арктических тундр, причем среди них имеется большое количество вечнозеленых видов. Растения с зимующими почками (гемикриптофиты), расположенными у самой поверхности, более характерны для умеренных областей так же, как и геофиты (криптофиты), прячущие свои почкн под поверхность почвы, у которых подземными органами являются корневища, луковицы или клубни. Особое положение в этой системе жизненных форм занимают однолетние растения, зимующие в виде семян. Их совершенно нет на Крайнем Севере, сравнительно немного в умеренной полосе, зато большое распространение получают они в сухих и жарких пустынных областях. Ниже мы приводим табличку процентного соотношения различных типов растений по способу их перезимовки для различных областей земного шара. Примером тропической области здесь взяты Сейшельские острова, расположенные в Индийском океане северо-восточнее острова Мадагаскара; зона пустынь представлена Ливийской пустыней на севере Африки, а умеренная зона, — с одной стороны, Данией, которая хорошо изучена в этом отношении и, с другой стороны, нашей Костромской областью. В качестве примера арктической зоны взят остров Шпицберген. К сожалению, способы перезимовки растений у нас изучены еще очень слабо, поэтому в настоящее время нельзя построить подобного рода таблицы для различных районов СССР, взяв за 144
Соотношение различных биологических типов растений в разных зонах земного шара по способу их перезимовки Области земного шара Число дованных видов g S s = Сб в*! е j Из ннх в процентах a S ■ о * о S ■ U, а© as С—* ч * ^ ■ Я я о. н Н в- Тропическая зона (Сейшельские о-ва) Ливийская пустыня Умеренная зона Дания . . . , Костромская обл. Арктическая зона Шпицберген . . 258 194 1084 790 110 61 12 7 7 1 6 21 >3 4 22 12 20 50 51 60 5 5 22 20 15 16 42 18 18 основу какие-нибудь местные флоры или списки растений какой- либо области или края. Поэтому наблюдения за перезимовкой различных растений во время осенних экскурсий в различных районах СССР представляют большой интерес. Не менее интересно выяснить, какие биологические типы населяют различные наши растительные сообщества, так как вопрос этот тоже очень слабо изучен. В качестве примера мы можем привести следующие цифры, полученные для различных растительных сообществ окрестностей Москвы, Соотношение различных биологических типов растений в разных типах сообществ Типы сообществ Общее число видов 45 32 63 61 Из них в процентах Фанеро- фиты 29 6 Хаме- фиты 7 32 4 6 Геми- крипто- фиты 44 47 81 38 Геофиты 20 12 15 12 Теро- фиты 3 44 Здесь обращает на себя внимание большой процент хамефи- тов в еловом лесу (что говорит отчасти о северном характере его растительности), значительное количество геофитов в широко- 145
лиственном лесу, преобладание гемикриптофитов на лугу и значительный процент однолетников (терофитов) среди сорняков ярового поля. На полях в условиях ежегодной перепашки почвы многолетние растения страдают гораздо сильнее, чем однолетники, семена которых прорастают одновременно с семенами культурного растения и до жатвы успевают пройти свой цикл развития. lib. л</./ *
Глававосьмая НЕКОТОРЫЕ ВОПРОСЫ ДОЛГОВЕЧНОСТИ РАСТЕНИЙ f\ сень обычно считается сезоном смерти, в растительном ^-' мире."В это время желтеет и осыпается листва деревьев и кустарников, блекнут и принимают соломистые тона травы на лугах и в лесу. Однако у всех многолетних растений осенью, наряду с отмиранием части побегов и корней, мы наблюдаем сохранение органов возобновления в виде почек, клубней, луковиц, корневищ и тому подобных образований, которые с первыми теплыми днями весной продолжают дальнейший рост организма. Иначе обстоит дело у однолетников. Большинство их осенью полностью отмирает; тем не менее, даже среди них, как мы увидим дальше, имеют,с$ такие виды, которые не только не прекращают осенью своего развития, а наоборот, в это время начинают его и отмирают зато в самый разгар лета. Вегетативное размножение и продолжительность жизни растений Знакомясь с различными способами перезимовки растений, мы затронули также вопросы, связанные с их вегетативным размножением. Мы видели, что размножение при помощи корневищ у ландыша и адоксы или размножение при помощи усов у костяники играет в жизни этих растений гораздо большую роль, чем семенное воспроизведение. К такому же результату мы пришли бы и в том случае, если бы шире ознакомились с различными способами вегетативного размножения у других растений, что нам не удалось сделать за недостатком времени. Мы хотим теперь остановиться вкратце на очень существенном вопросе, связанном с проблемой долговечности растений: 147
может ли растение бесконечно размножаться вегетативным путем? В самом деле, говоря выше о продолжительности жизни корневища купены, которое достигает 17-летнего возраста, мы должны были оговориться, что имеем в виду лишь продолжительность жизни наиболее старых его частей. Ведь по мере того как корневище, достигнув предельного возраста, с одного конца постепенно отмирает, на другом конце оно растет все дальше и дальше, с каждым годом образуя новые молодые участки. Точно так же, казалось бы, бесконечно могут разрастаться корневища ландыша и адоксы или усы костяники; так же, казалось бы, могут беспрерывно размножаться корневыми побегами ивы, осины и другие деревья или путем черенкования всевозможные садовые и декоративные растения. В садоводстве вегетативное размножение используется чрезвычайно широко. Различные ягодные кустарники, например смородина и малина, разводятся отводками, изящные гортензии, хризантемы и георгины размножаются главным образом черенками, а последние также и делением куста. Ивы и тополя, которые украшают наши сады и парки, почти никогда не разводятся семенами, которые очень быстро теряют всхожесть. Зато они прекрасно приживаются путем укоренения «кольев» и черенков. Этим методом в течение долгого времени мы можем размножать один и тот же экземпляр тополя, так же как и непрерывно разрастающийся экземпляр ландыша в лесу. Однако не наступит ли рано или поздно одряхление у длительно вегетативно размножающихся растений, подобно тому, как, в конце концов, неизбежно наступает смерть самых долговечных деревьев? В конце XIX века в Англии, в Америке и в некоторых местностях Европы наблюдалось повальное вымирание пирамидальных тополей. Так как никаких внешних причин массовой гибели этого дерева не было замечено, то предполагали, что оно является следствием одряхления, вызванного длительным вегетативным размножением при помощи черенков. Точно так же садоводы указывали на факты вырождения и одряхления у многих сортов других растений, размножаемых исключительно вегетативным путем. Можно ли, однако, подметить какие-либо внешние признаки одряхления у растений, полученных путем черенкования старых, издавна вегетативно размножаемых экземпляров? Быть может, вам приходилось наблюдать, что на некоторых растениях не все листья бывают одинаковыми. Иногда это различие зависит от расположения листьев на стебле, ино- 148
Рис. а '6 79. Листья бумажного дерева: молодого метрового сеянца; б — со старого экземпляра. гда же от возраста растения. На рис. 79 изображены два листа бумажного дерева, из которых правый принадлежит старому дереву, левый же — молодому сеянцу метровой высоты. Эти листья, как видно, существенно отличаются друг от друга по своей форме и величине. Аналогичные примеры могут быть приведены для ряда других растений. Между тем многочисленные опыты показывают, что если мы будем брать для черенкования ветки со старых деревьев, то вырастающие из черенков молодые растения уже с самого начала будут иметь листья, присущие старым экземплярам, т. е. с первых же дней своей самостоятельной жязии будут обнаружены черты, свойственные старым растениям. Это явление сохранения индивидуальных свойств побегов при их черенковании хорошо заметно на плюще — довольно обычном комнатном растении. Темнозеленые кожистые листья этого растения бывают двух сортов. На бесплодных молодых побегах они имеют трехлопастную или пятилопастную форму и несколько мельче листьев с цветущих старых побегов, которые лишены надрезов и имеют почти правильную яйцевидную форму (рис. 80). При черенковании вырастающие из черенков молодые растения полностью сохраняют особенности тех побегов, с которых они были взяты. Отличаются ли чем-либо, кроме внешней формы, листья, развивающиеся на старых побегах, от листьев, находящихся на молодых ветвях? Обнаруживают ли они какие-нибудь изменения в своей структуре и жизнедеятельности? На этот вопрос нам дают ответ некоторые специальные исследования. У винограда и некоторых других древесных растений нервация (жилкование) Листья плюща: а — с молодого растения; б — со старого цветущего экземпляра. листьев с возрастом растения 149
определенным образом изменяется. У листьев, выросших на старых растениях, петли, образуемые мельчайшими разветвлениями Рис. 81. Нерватура на листьях 3-, 6-, 14-, 25- и 60-летнего виноградного куста. На более молодых листьях — нерватура крупнее. листовых нервов, становятся мельче. Это хорошо видно на рис. 81, где изображены участки листьев винограда, выросшие на растениях различного возраста. Кроме того, с увеличением возраста растения уменьшается интенсивность дыхания и асси-, миляции, а также уменьшается и количество листьев. Так как это явление не может быть поставлено в связь с уменьшением проводящей способности корня, то проф. Г. Молиш склоиеи усматривать здесь определенные признаки старости и одряхления растения. При вегетативном размножении эти признаки сохраняются у потомков и усиливаются из поколения в поколение, что может привести их, в конце концов, к гибели. Так обстоит дело у растений, искусственно размножаемых человеком при помощи черенков и отводков. Что же происходит в природе у растений, вегетативное размножение которых представляет собой естественный процесс? Обнаруживают ли они в результате какие-либо признаки одряхления? В настоящее время таких фактов неизвестно. Наоборот, мы знаем ряд случаев, когда растения в результате интенсивного вегетативного размножения так широко распространились по земному шару, что стали почти космополитами. Знаменитая водяная чума, или канадская элодея (Elodea canadensis), была впервые завезена в Европу в 1836—1847 гг., когда она появилась в Ирландии, Шотландии и Англии. Вскоре она перекинулась на материк и уже к концу 150
XIX столетия завоевала всю Европу и распространилась в Азии. Так как у нас встречаются исключительно только женские экземпляры этого растения, то размножение его происходит лишь вегетативным путем при помощи легко разламывающихся .побегов, куски которых дают начало новому растению. Точно так же исключительно вегетативным путем размножается другое водное или, точнее, прибрежное растение — аир (Acorus "calamus), семяпочки которого у нас не доразвиваются. Это растение так же, как и водяная чума, не только не обнаруживает каких-либо признаков вырождения, а, наоборот, чрезвычайно быстро распространяется, завоевывая все новые и новые водоемы. Таких примеров можно было бы привести много и из числа сухопутных растений. В частности, знакомый нам чистяк, обитатель широколиственного леса, у нас размножается в подавляющем большинстве случаев лишь вегетативным путем при помощи пазушных луковичек. Таким образом, мы можем притти к выводу, что вегетативное размножение в естественных условиях у растений, которые хорошо к-нему приспособлены, может происходить без какого- либо заметного вреда для растения на протяжении неограниченного времени. [Приведенные здесь данные относятся все же к ограниченному числу видов растений, потерявших в силу разных причин способность к семенному возобновлению. Для большинства же растений, имеющих вегетативное и семенное возобновление, последнее совершенно необходимо, так как хоть и медленно, но процесс старения вегетативных точек роста, посредством которых происходит размножение, имеет место. Поэтому вегетативное размножение таких растений время от времени должно сменяться семенным.] Однако не следует забывать, что распространение растений в природе чрезвычайно сильно ограничивается межвидовой борьбой. Растения разных видов заглушают друг друга в борьбе за место, свет и питательные вещества; кроме того, они становятся жертвой различных насекомых-вредителей, грибных болезней и т. п., поэтому продолжительность жизни даже самых долговечных корневищ бывает сильно ограничена. Будучи способными к неограниченно долгому росту, они редко доживают до глубокой старости, становятся жертвой той обостренной межвидовой борьбы, которая идет в лесу или на лугу за каждый сантиметр почвы, за свет, за каждую каплю влаги. 151
Продолжительность жизни наших деревьев и кустарников У растений, обладающих способностью к естественному вегетативному размножению, вопрос о долговечности, как мы видели, очень сложен. Это объясняется тем, что здесь становится очень неопределенным то, что мы называем особью, или индивидуумом. Огромная заросль пролески или снытн в лесу илн заросль тростника на берегу озера в конечном счете может разрос- тись лишь из одного экземпляра. Весьма большой долговечностью обладают у нас деревья. Среди наших лесных пород наиболее долговечны липа и дуб. Оба эти дерева доживают до тысячелетнего волраста. Знаменитый кунцевский дуб, о котором писал в св*е время профГ К. А. Тимирязев, имел не менее 400 лет. Возраст некоторых сосен доходит до 500 лет, обычно же это дерево доживает до 300 лет. 250—300 лет является пределом и для ели. Вообще же > деревья редко доживают до своего предельного возраста. Обычно причиной их преждевременной смерти являются ветровалы Рис. 82. Распил гигантского ствола Мамонтова дерева (Sequoia gigantea), достигающего 7 м в диаметре. 152
'iliN? ?>1лйЙ11 -Щ ■ Рис. 83. Гнездовое расположение стволов березы (фото автора), и лесные пожары или же деревья становятся жертвой короедов и других насекомых-вредителей. Наименее долговечной породой у нас является, повидимому, осина; предельный возраст ее редко превышает 80 лет. Так же недолговечны рябины и береза, некоторые экземпляры которой, 153
впрочем, достигают 150-летнего возраста. Интересно заметить, что величина растения далеко не всегда совпадает с его долговечностью. Правда, знаменитые мамонтовые деревья Калифорнии (рис. 82), достигающие возраста в 5000 лет, являются вместе с тем высочайшими деревьями мира (120 м высоты при 15 м в поперечнике); однако и сравнительно невысокие кустарники бывают долговечны. Некоторые кусты шиповника доживают, например, до 400 лет. Также сравнительно долговечны вечнозе- i леные приземистые и «карликовые» растения (рис. 76), например толокнянка, обитатель сухих сосновых боров. Толокнянка ; достигает 80 лет, т. е. предела жизни старых осин, имеющих ' 25 м высоты. Другие мелкие кустарнички также доживают до очень почтенного возраста, несмотря на свою малую величину. Так, черника, брусника и голубика, как показали исследования последних лет, могут достигать 300 и более лет. Среди кустарников подлеска наших лесов очень долговечен можжевельник, нередко доживающий до 300 лет. На Крайнем Севере, в тундре, находили экземпляры этого растения, имевшие свыше 500 лет. [На Тянь-шане в последние годы обнаружены древовидные можжевельника, возраст которых достигает 1200— 2000 лет.] Велика долговечность также обыкновенной лещины (более 100 лет). Во всех этих случаях имелся в виду предельный возраст отдельных стволов дерева или кустарника. Однако для некоторых деревьев гибель главного ствола не означает еще смерти дерева в целом. Когда верхушка его засыхает, нередко у основания ствола образуются новые побеги из спящих почек; однако жизиь их не долговечна, да и самая способность образовать поросль на пне с возрастом дерева ослабевает. Зато это имеет большое значение при сведении леса в еще зрелом возрасте. Тогда в течение нескольких лет пни таких деревьев, как дуб, липа, ясень, вяз, береза и другие, быстро зарастают массой длинных хлыстовидных побегов, и прежняя картина оголенной лесосеки сменяется сплошной зарослью кустарника. В дальнейшем на таких местах вырастает лес, порослевое происхождение которого можно легко установить по гнездовому расположению стволов (рис. 83). Впрочем, такой лес а по своей долговечности, и по качеству древесины значительно уступает семенному и в лесо- водственном отношении ценится гораздо ниже. Способность давать поросль от пня свойственна далеко не всем деревьям. Совершенно отсутствует она, например, у хвойных — сосны и ели. 154
Рис. 84. Розетка чертополоха (по А. И. Мальцеву). Наименее долговечные растения Растения подобного типа, само собой понятно, мы должны искать среди так называемых однолетних растений, которые, однако, являются довольно разнообразной группой и связаны всеми переходами с двухлетками, вместе с которыми они объединяются в группу так называемых малолетников. Посевной синий василек обычно считается однолетником, но, как мы упоминали, по существу живет два летних сезона. Семена его прорастают осенью, и к наступлению зимы он имеет уже розетку листьев, которая перезимовывает в зеленом виде с тем, чтобы с весны начать свое развитие. Зацветает василек обычно в середине июня и цветет до поздней осени. К зиме стебли его целиком отмирают; они живут, таким образом, несколько больше астрономического года, но перезимовывают всего лишь один раз в стадии розетки. , . Еще продолжительнее цикл развития у так называемых типичных двухлетних растений. Растения этого типа близки по своему развитию к синему васильку, но семена их прорастают весной и иа первый год дают лишь розетку, которая перезимовывает в зеленом виде и только на следующий год дает цветущий стебель, отмирающий к осени. Здесь продолжительность жизни растения равна уже полутора годам и занимает два летних сезона. К числу таких растений относятся различные чертополохи, например чертополох поникший (Carduus nutans), розетки которого в большом количестве встречаются на выгонах и на засоренных суходольных лугах (рис. 84). Некоторые чертополохи прорастают осенью и дважды перезимовывают в стадии розетки, т. е. живут два полных астрономических года. Совсем особое положение среди озимых однолетних растений занимают маленькие крупки из семейства крестоцветных. Эти растения представлены у нас двумя видами: крупной лесной (Draba nemorosa) с желтыми цветами и крупкой весенней (Draba t55
verna) — с белыми. Оба вида зацветают ранией весной с первыми теплыми днями и чрезвычайно быстро проходят свой цикл развития: через месяц они дают уже зрелые плоды и отмирают (рис. 85). Тем не менее крупку нельзя отнести к числу наименее долговечных растений. Оказывается, что семена ее прорастают с осени, и растения перезимовывают в виде маленькой розетки. Замечательно при этом, что, как показали опыты Дорошенко, семена крупки при высокой температуре (22—27°) не способны к прорастанию, при более же низкой (10—12°) они дают хорошие всходы. Этим, видимо, объясняется то, что крупка не прорастает летом и пережидает до осени, когда соответственно понизится температура. Крупки интересны еще в том отношений, что они по характеру своего цикла развития являются полной противоположностью яровым однолетним сорнякам. Эти сорняки живут полгода, с весны до осени, крупки же, наоборот, развиваются в зимнем полугодии — поздней осенью и ранней весной. На примере крупки и других озимых однолетних растений мы видим, как условно следует понимать группу теро- фитов, так как многие однолетники зимуют не в виде семяи, а в виде розеток, т. е. ведут себя как гемикриптофиты. Таким образом, ни озимые однолетники, к которым относится крупка и василек, ни настоящие двухлетники типа чертополохов не могут быть отнесены к числу наименее долговечных растений. Их можно найти лишь в группе яровых однолетников, т. е. таких растений, которые прорастают весной и в течение того же лета отмирают полностью, заканчивая свой жизненный цикл. Растений этого типа очень много среди сорняков, особенно среди обитателей яровых посевов, к жизни которых они тесно приспособились. В июне некоторые запущенные яровые хлеба кажутся совершенно желтыми от обильно цветущей полевой репки (Raphanus raphanistrum). Полевая репка — типичный яровой однолетник (рис. 86). Семена его всходят весной, к Рис. 85. Крупка весенняя, осени же, или, точнее сказать, к момен- 156
ту уборки хлеба, его стебли, обсеменившись, полностью отмирают, прожив всего лишь одно лето. Однако среди яровых однолетников есть и такие, которые очень быстро проходят свой жизненный цикл и отмирают уже в середине лета. В этом отношении замечательна известная мокрица (Stellaria media), докучливый сорняк наших огородов (рис. 87), ярутка (рис. 88) и ряд других сорных растений. Семена этих растений После обсеменения не впадают в длительный период покоя, а, наборот, тут же прорастают, причем семена ярут- #и обладают даже способностью прорастать в еще незрелом состоянии. В результате эти сорняки, которые проходят свой полный цикл развития в каких-нибудь полтора месяца, могут в течение одного лета дать несколько поколений, причем, не успев закончить свое цветение и плодоношение, они уходят под снег в зеленом виде с тем, чтобы, перезимовав, продолжать весной свое развитие, прерванное зимними холодами. Таким образом, различные поколения этих сорняков ведут себя различно — либо как яровые, либо как озимые растения, причем озимое поколение будет существовать более полугода, яровое же всего лишь полтора-два месяца. Интересно отметить, что у ярутки яровое и зимующее поколение хорошо отличается и по внешнему виду (см. рис. 88). Можно считать, что однолетние сорняки с коротким циклом развития, в частности их яровые поколения, являются наименее долговечными растениями в составе нашей флоры. Впрочем, здесь необходимы дополнительные наблюдения над однолетними весенними растениями (различные вероники и др.), которые обладают очень коротким циклом развития, но еще слабо изучены в отношении времени прорастания нх семян. 157 Рис. 86. Полевая репка (по Д. П. Сырейщикову). «
Цветение, плодоношение и долговечность растений У всех однолетних и двухлетних растений развитие завершается цветением и плодоношением, после чего наступает неизбежная гибель, отмирание стебля. Поэтому, естественно, что они могут плодоносить всего лишь один раз в жизни. Наши деревья, как и многолетние травы, достигнув известного возраста, ежегодно цветут н плодоносят. Однако есть и такие многолетние растения — ив числе их даже деревья, — которые цветут и плодоносят всего лишь один раз в своей жиз-Г ни, после чего неизменно погибают. Классическим примером;1 таких растений, плодоносящих всего лишь один раз, могут служить мексиканские сочнолистные агавы, культивируемые в оранжереях и успешно разводимые у нас в советских субтропиках. Рис. 87. Мокрица (по А. И. Мальцеву). На родине агава цветет на 8—10-м году жизни, выбрасывая огромный стебель, порой имеющий до 3000 цветков (рис. 89). В наших уже условиях это растение цветет очень редко, за что оио получило название «столетника», которое, впрочем, очень часто неправильно применяется не к агаве, а tc алое (Aloe 758
arborescens). Столь редкое цветение агавы у нас является, одна* ко, очень выгодным, так как это растение после цветения поги* бает, и лишь боковые «детки», если они имеются, могут в даль* нейшем восстановить утрату. Рис. 88. Ярутка полевая: слева — яровая, справа — зимующая форма (по А. И. Мальцеву). Что же является причиной смерти растения после его цветения? С одной стороны, здесь играет роль общее истощение растения столь мощным соцветием, с другой стороны, важно и то, что агава имеет лишь одну точк}1 роста, которая и дает цветущий побег, погибающий после плодоношения. Вместе с этим 159
побегом погибает и точка роста агавы, вследствие чего дальней- шее развитие агавы становится невозможным. Гораздо труднее установить причину гибели бамбука в результате его цветения. Это растение, которое в настоящее время широко разводится у нас в субтропиках, быстро размножается прн помощи подземных побегов, благодаря чему целая плантация часто представляет собой одни сильно разросшийся экземпляр. Бамбук цветет очень редко, особенно в наших субтропиках, и это является очень выгодным. Наоборот, его цветение в тропических странах, где посадки бамбука занимают огромные пространства, представляет для плантатора форменное бедствие. Бамбук цветет очень дружно, и в результате значительная часть посадки может погибнуть нацело. Большой интерес представляет также цветение восточноазиат- ской пальмы корифы (Gorypha silvestris), которая достигает зиа? чнтельной Ьеличины и очень почтенного возраста, но при этЩ: находится все время в вегетативном состоянии. После того как наступит ее пышное цветение, растение неизменно погибает. Можно предполагать, что это растение в течение всей своей жизни, находясь как бы в стадии длительной юности, мобилизует питательные вещества для перехода к кульмина- ционному пункту своей жизни — цветению и плодоношению. Достигнув его и израсходовав соот%ететвенно все запасы, оно отмирает. Однако все эти примеры многолетних растении, длодоносящих всего лишь один раз в жизни, были взяты из чуждой нам природы. Между тем и в наших лесах можно найти подобного же рода растения. В сухих песчаных сосновых борах в средней полосе СССР местами встречается в изобилии своеобразное растение, известное под названием живучки, или молодила (Sempervivum sobolif erum ). Это — сухолюб с сочными многочисленными листьями, тесно собранными в розетку своеобразного вида (рис. 90). Молодило цветет чрезвычайно редко и обычно размно- Рис. 89. Цветущая агава. '.АХ 160
жается вегетативным путем при помощи пазушных почек, которые образуются между листьев и, отпадая от растения в Рнс. 90. Молодило (Sempervivum soboliferum) виде маленькой плотной шарообразной розетки, в дальнейшем укореняются и дают начало новому растению. Когда же наступает пора цветения, молодило выбрасывает высокий стебель с щитком желтовато-белых цветков, листья же розетки сморщиваются, желтеют, и через некоторое время после обсеменения все растение целиком погибает. Интересно отметить, что цветение молодила может быть вызвано искусственно. Это растение прн нормальном освещении и обильном доступе воды и питательных солей развивает вегетативные органы, при недостатке же воды и солей наступает цветение, а за ним и смерть всего растения. Это обстоятельство указывает нам на возможность управлять долговечностью растения. Мы видим, таким образом, что растения по характеру своего плодоношения могут быть разделены на две обширные группы: на группу монокарпических, куда относятся растения, плодоносящие всего лишь один раз в жизни (все однолетники, двулетники и некоторые многолетники — агавы, молодило и др.), и на группу поликарпических растений, куда относится большинство наших деревьев, кустарников и травянистых многолетников, которые способны цвести и плодоносить ежегодно или во всяком случае несколько раз в жизни. g Весна и осень 16Ь
Каким образом можно продлить жизнь растений Проблема продления жизни, столь трудно разрешимая для человека, в растительном мире является значительно более доступной, хотя далеко не для всех растений. На некоторых способах продления жизни растений мы уже остановились вскользь. Мы видели, что американская агава, которая зацветает на родине на 8—10-й год, в условиях оранжерейной культуры откладывает свое цветение на неограниченно долгий срок, благодаря чему она и получила название «столетник». А так как с цветением агавы связана ее гибель, то выращивание ее в иных условиях, чем те, в которых она растет на родине, уже само по себе удлиняет срок жизни этого растения. Другой пример мы видели на молодиле. Создавая для него благоприятные условия, это растение удается произвольно долго поддерживать в вегетативном состоянии. Наоборот, лишая молодило благоприятных условий, можно заставлять его зацветать, а в силу этого и прекращать свое существование. Несомненно, что долговечность растения в значительной мере определяется условиями его существования. Замечено, например, что растения, живущие на Крайнем Севере или высоко в горах, значительно долговечнее экземпляров тех же видов, обитающих в умеренном климате и на равнинах. Это касается не только долговечности всего растения, но и его отдельных органов. Мы уже имели Рис. 91. Душистая резеда. Трех- слУчай указывать, что на севе- летнее растение, жизнь которого ре и в горах листва наших хвой- продлена своевременным удале- НЫХ деревьев является значи- нием бутонов. 162
Рис. 92. Искусственное продление жизни валовой лобелии путем обрезки бутонов. тельно более долговечной, мы видели также, что рекордные по возрасту можжевельники, имеющие 500—2000 лет, были найдены именно в тундре и горах. В тундре и в альпийских условиях, как мы знаем, почти нет однолетних растений, причем в горах многие растения, ведущие себя в долине как типичные однолетники, переходят к многолетнему образу жизни. Вместе с тем и в тропических странах многие однолетние растения становятся многолетниками, например наш лен в Южной Америке. Кроме условий местообитания, большое влияние на долговечность растения оказывает переход его от вегетативной жизни к цветению и плодоношению. Не допуская многие однолетние растения до цветения, своевременно обрывая цветочные стебли и бутоны, можно значительно увеличить их долговечность. Таким путем можно продлить жизнь садовой резеды, которая, будучи посеяна рано весной, зацветает в середине лета и к осени отмирает. Если помешать образованию у нее цветов, заблаговременно удаляя бутоны и боковые побеги, вырастает высокое маловетвистое растение, способное прожить несколько лет (рис. 91). На рис. 92 представлены два экземпляра садовой лобелии — 11* 163
изящного коврового растения, цветущего многочисленными тем- носиними цветами. Левый экземпляр представляет нормальное растение осенью, когда оно отмирает после цветения, справа же экземпляр, который несколько раз подстригали в течение лета. В результате он до глубокой зимы сохранил свою жизнедеятельность. Удаляя цветочные стебли и бутоны, можно продлить жизнь таких растений, как крупка, мокрица и ярутка. Проходя поздно осенью по полям, можно часто видеть, как какое-нибудь растение, например синий василек, уже давно в других местах отмерший и закончивший свое развитие, здесь все еще продолжает цвести. При ближайшем рассмотрении оказывается, что цветут боковые ветви, развившиеся после поломки основного стебля. Вызванная этим задержка цветения отсрочила, хотя н на незначительное время, гибель растения. Таких примеров можно привести очень много.
Глава девятая ПЕРЕЗИМОВБА ВОДНЫХ РАСТЕНИЙ , Наш небольшой очерк перезимовки различных растений * 'был бы не полон, если бы мы не остановились, хотя бы вкратце, на подготовке к зиме у обитателей наших водоемов. Водные растения в отношении перезимовки, казалось бы, имеют целый ряд преимуществ по сравнению с сухопутными. Их зимующие части — корни и корневища, которые располагаются на дне водоемов, защищены от неблагоприятных условий слоем льда и воды, которая на более или менее значительных глубинах в течение всей зимы сохраняет одну и ту же температуру — около 4°. Действительно, водная среда в значительной степени нивелирует, смягчает климатические различия отдельных областей. Этим объясняется космополитизм многих водных растений, т. е. способность их обитать в самых различных зонах земного шара. Абсолютных космополитов, т. е. таких растений, которые встречались бы буквально во всех уголках земли, среди высших растений нет. Они есть только среди бактерий, грибов и планктонных водорослей, которые, вследствие своей малой величины и способности переносить длительные высыхания, могут переноситься ветром на очень большие расстояния. Из числа же высших растений, имеющих наиболее широкие области распространения, в первую очередь следует назвать именно обитателей водоемов. Из видов рдестов курчавый и гребенчатый (Potamogeton crispus и P. pectinatus) являются почти космополитами, а другой вид рдеста — низкий (Potamogeton pusillus) отсутствует лишь в Австралии и Полинезии. Частуха-подорожник (Alisma plantago) встречается во всех пяти странах света, так же как и водяная сосенка (Hippuris vulgaris). Хорошо всем известные 165
ряски, покрывающие к концу лета пруды сплвшиым зеленым ковром, отсутствуют лишь на африканском материке. Среди наземных растений виды с таким широким распространением представляют большую редкость. Вместе с тем, несмотря на более благоприятные условия перезимовки, периодичность в жнзни водных растений сказывается очень резко; они тщательно готовятся к зиме, образуя ряд специальных органов, предназначенных для этой цели. Это особенно резко заметно у растений, плавающих на поверхности водоемов и лишенных корней. С наступлением зимы эти виды неминуемо обрекаются на гибель, если они не сумеют уйти от образующегося слоя льда в более глубокие слои водоема. Среди растений подобного рода, казалось бы, должно быть много однолетних растений, которые могли бы перезимовать при помощи семян; тем не менее оказывается, что обитатели водоемов в подавляющем большинстве являются многолетниками. Это явление связано с тем, что в условиях водного образа жизни половое воспроизведение очень затруднено и цветение, которое здесь богато всевозможнейшими интересными приспособлениями, все же далеко не всегда дает зрелые семена; кроме того, прорастание семян и развитие молодых растений в водной среде представляют ряд трудностей. Вот почему вегетативное (бесполое) размножение у водных растений распространено чрезвычайно широко. Как зимуют кувшинки, кубышки и другие растения, укореняющиеся на дне водоемов К числу таких растений относится большое число видов, обитающих по берегам водоемов, а также нередко заходящих на значительную глубину. Их подземные части — кории или корневища — располагаются в иле, а стебли либо возвышаются над поверхностью воды, как у частухи и стрелолиста, либо находятся под водой. В этом случае листья растений либо плавают на поверхности воды, как, например, у всем известных кувшинок, неправильно называемых водяными лилиями, либо все растение целиком находится под водой. У таких растений-подводников, к числу которых относятся различные рдесты, лишь во время цветения и плодоношения цветки и плоды выставляются из воды. Каким же образом перезимовывают водные растения, коренящиеся на дне? Возьмем для примера белую кувшинку или ку- 166
Рис. 93. Лесное озеро (фото Л. Г. Морозовой-Туровой). 167
Рис. 94. Корневище желтой кубышки. Развитие бутонов и листьев весной. бышку (рис. 94), которая цветет желтыми цветами с сильным и несколько неприятным запахом. Эти растения имеют очень мощные и длинные корневища, которые бывают в руку толщины и достигают двух метров длины. Кому приходилось видеть эти корневища, тот, вероятно, запомнил их своеобразный вид. Они 168
густо усажены ромбическими светлыми пятнами, которые представляют собой листовые рубцы. Они образуются здесь по мере того, как осенью отмирают листья. В этом отношении корневища кувшинок и кубышек напоминают несколько корневища соломоновой печати с той только разницей, что там мы имели отпечатки стеблей, а здесь главным образом листьев. Благодаря этому определить возраст корневищ кувшинок довольно трудно, но во всяком случае он бывает очень велик. С нижней стороны корневища отходят многочисленные и толстые корни, при помощи которых растение прикрепляется. Эти корни — придаточные, так как располагаются они на стебле (корневище представляет собой видоизмененный стебель). Когда происходит пробуждение кувшинок и кубышек весной, сказать трудно, так как и ростки, развивающиеся из почек, долгое время находятся под водой. На поверхность же воды они появляются обычно сравнительно поздно, в начале июня, причем интересно заметить, что с их появлением связана народная примета. Считается, что если листья кувшинок (в данном случае речь идет именно о них) всплыли на поверхность воды, то значит заморозков больше не будет. Это наблюдение, конечно, следует проверить. Надо думать, однако, что время появления листьев и бутонов на воде в некоторой степени зависит и от глубины водоема. Чем она значительнее, тем дольше должны расти черешки и цветоножки, пока не пробьются сквозь толщу воды. Уровень наших водоемов, особенно рек, сильно меняется в течение лета. Весной он наиболее высок, а к осени падает. Тем не менее листья и цветки кувшинок, как поплавки, всегда остаются на поверхности воды, что достигается либо изгибанием черешков, либо, наоборот, нх быстрым подрастанием в случае внезапного повышения уровня воды. Так как листья кувшинок начинают ассимилировать лишь после того, как они достигнут или почти достигнут поверхности, то все их развитие идет за счет отложенных в корневищах питательных веществ. Корневища очень богаты крахмалом, и в прежнее время в некоторых местностях их употребляли как суррогат хлеба. Подготовка к зиме у кувшинок и кубышек сводится к отложению питательных веществ в корневищах, листья и цветы их отмирают, делаясь жертвой осенних холодов. Заметим попутно, что семена кубышек, которые созревают в плодах, имеющих вид бутылочек, способны плавать на воде и, таким образом, разноситься ветром, или водой. Кроме того, их поедают и птицы, особенно водяные курочки, через кишечный тракт которых они, как правило, выходят в непереваренном виде, тогда 169
«ДОМ*. Рис. 95. Омут с цветущими белыми кувшинками (фото С. И. Огнева).
как утки их хорошо переваривают. Кроме того, семена кувшинок и кубышек поедаются рыбами. Перезимовка стрелолиста и рдестов Совсем другим путем происходит перезимовка стрелолиста (Sagittaria sagittifblia), очень обычного прибрежного растения, которое растет на илистом берегу или на очень мелких местах водоема, выставляя из воды свои стебли и характерные стреловидные листья. Если стрелолист оказывается в более глубоком месте водоема, он развивает лишь подводные листья длинной тесьмовиднои формы, настолько отличающиеся от нормальных надводных листьев этого растения, что, увидя их в первый раз, никогда не догадаешься, какому растению они принадлежат. В конце лета у стрелолиста в пазухах листьев образуются длинные побеги, которые некоторое время растут вниз, зарываясь верхушкой в ил. Зарывшись, таким образом, на известную глубину, эти побеги на своих окончаниях образуют клубневидные утолщения с продолговатыми почками (рис. 96). Это и есть органы перезимовки стрелолиста. Они защищены здесь плотными покровами, которые одевают их словно шубой, а также толстым слоем ила. Последнее имеет особое значение в тех случаях, когда стрелолист растет по берегам водоема и лишен возможности перезимовывать под слоем воды. Весной почки прорастают в новые экземпляры, материнские же растения не сохраняются и отмирают осенью. Зимующие почки стрелолиста можно всегда отыскать, 'раскопав осенью ил близ материнских растений. Сделать это очень полезно для того, чтобы, собрав зимующие почки стрелолиста в достаточном количестве, поставить зимой ряд опытов с проращиванием их в аквариуме. *?Дело в том, что зимующие почки водных растений обладают очень Рис. 96. Стрелолист с зимующими почками. 171
глубоким периодом покоя и с осени, подобно подземным органам весенних растений, не развиваются, даже будучи помещены в самые благоприятные условия, например в теплую оранжерею. Однако оказывается, что при помощи некоторых специальных приемов удается вызвать преждевременное развитие зимующих почек стрелолиста. Один из наиболее простых и вместе с тем любопытных приемов — это поранение клубней путем укола иглой или легкого надреза ножом. После такой несложной операции почки вскоре начинают развиваться. Впрочем, эти опыты еще нуждаются в повторении и уточнении. К числу укореняющихся водных растений, но имеющих стебель я листья, целиком погруженные в воду, относятся различные виды рдестов (Potamogeton). Правда, и среди них есть некоторые виды с листьями, плавающими на поверхности воды, как, например, рдест плавающий (Potamogeton natans). Рдесты — глубоководные растения и укореняются нередко на глубинах, достигающих 6 м, а так как основная масса их листьев располагается непосредственно под водной поверхностью и цветы при этом выставляются из воды, то можно судить, какой длины достигают их стебли. Способы перезимовки у рдестов очень разнообразны, причем в ряде случаев одному и тому же виду оказываются свойственны различные способы перезимовки. Самый простой способ перезимовки осуществляется у рдестов при помощи их подземных стеблей; в других же случаях на корневищах образуются особые укороченные побеги с тесно сближенными чешуевидными влагалищами и переполненными крахмалом междоузлиями, которые начинают развиваться с наступлением весны. Однако, наряду с этим, различные рдесты способны образовывать зимующие почки и на стеблях, развивающихся в воде над почвой дна водоема. Эти зимующие почкн образуются в пазухах листьев и вместе с частью побега, на котором они расположены, опускаются на дно водоема. Некоторые рдесты перезимовывают еще следующим образом: у побегов, которые не производили в этом году цветов и у которых, следовательно, запасы питательных веществ не истощены, происходит своеобразная подготовка к зиме. Листья сбрасываются и сохраняются лишь черешки, которые остаются зелеными. Такие побеги опускаются на дно водоемов и там зимуют. Побеги же, которые цвели, ведут себя иначе: верхняя часть их отмирает, а нижняя опускается на дно и из их почек, расположенных в пазухах листьев, развиваются весной новые побеги. Все эти способы перезимовки рдестов далеко не исчерпывают всего существующего здесь разнообразия. Однако и описанного 172
выше достаточно, чтобы судить о той исключительной пластичности, какая наблюдается у этих растений-подводников, обширные заросли которых нередко сплошь заволакивают водоемы, образуя подводные луга. Как зимуют ряски Мы не имеем возможности больше задерживаться на зимовке других водных растений, коренящихся на дне водоема, так как это потребует слишком много места. Во всяком случае условия перезимовки здесь очень различны. Наименее защищенными от неблагоприятных условий зимы оказываются мелководные и прибрежные растения типа стрелолиста. Осенью они часто оказываются растущими на значительном расстоянии от обмелевшего водоема, ведя сухопутный образ жизни. Поэтому способность зарывать свои зимующие почки в толщу яла является для них очень полезным приспособлением. Кувшинки являются уже растениями глубоководными, и их корневища и почки располагаются на дне водоема. Они защищены глубоким слоем воды. Рдесты — типичные подводные растения (за исключением лишь двух видов, у которых листья плавают на воде); зимуют они самым различным образом. Их почки бывают погружены в ил или лежат прямо на дне водоема. Посмотрим теперь, как зимуют растения, плавающие в воде и, как правило, не укореняющиеся на дне водоема. Эти растения в отношении зимовки находятся, если так можно выразиться, в наиболее критических условиях. Ведь с наступлением зимы и с замерзанием водоема им угрожает неминуемая гибель. Между тем, вследствие заблаговременной подготовки, они прекрасно переносят неблагоприятное время года и весной продолжают свое развитие, причем, как мы уже указывали, подавляющее большинство таких растений является многолетниками. Одними из наиболее распространенных и всем известных плавающих растений являются ряски. Их можно встретить повсюду, но при этом лишь в стоячих водоемах, так как речных течений и волнений, какие обычно бывают на крупных озерах, они совершенно не выносят. Рясок у нас встречается несколько видов. Среди них выделяются так называемые многокоренники (Spiro- dela polyrrhiza), которые имеют пучок корней (рис. 97), тогда как у настоящих рясок имеется всего лишь один корень. Из рясок чаще всего встречается малая (Lemna minor) и трехдольная (Lemna trisulca), отличия которых видны на рисунке. Ряски — растения, замечательные во многих отношениях. Прошло много времени, прежде чем удалось окончательно уста- 173
новить, что представляют собой зеленые пластинки, из которых собственно и состоит все их тело. Несмотря на то, что они с Рис. 97. Различные виды рясок: 1 — ряска трехдольная; 2 — ряска малая; 3 — многокоренник (по Д. П. Сырейщикову). первого взгляда напоминают листья, в действительности — это сильно упрощенные стебли, выполняющие роль листьев, которых у ряски нет. С другой стороны, и корни, отходящие от нижней стороны зеленых пластинок, играют несколько необычную для корня роль. Они служат не только для принятия и проведения в растение воды и растворенных в ней питательных веществ, но и являются своеобразными органами равновесия; вода же всасывается всеми частями растительного организма. Если выловить ряску и, положив ее на руку, внимательно рассмотреть ее корень, нетрудно заметить на его нижнем конце утолщение. Это — чехлик, который обычно предохраняет кончики корней сухопутных растений от повреждений, когда они пробиваются через твердые частицы почвы. У ряски корневой чехлик имеет вид колпачка, который можно снять и вновь надеть на кончик корня. Он играет роль своеобразного балласта, благодаря которому ряска устойчиво держится на воде. Ряски цветут чрезвычайно редко; можно сказать, что цветение этих маленьких растений представляет совершенно исключительное явление. Лишь немногим ботаникам удавалось видеть мелкие и невзрачные цветки, точнее — соцветия рясок. Дело в том, что ряски целиком перешли на вегетативный способ размножения, который у них происходит чрезвычайно легко путем образования дочерних стеблей в боковых выемках пластинки. Молодой экземпляр ряски некоторое время находится в соединении со старым, поэтому ряски и растут целыми семьями, соединенными по нескольку экземпляров вместе. В дальнейшем эта связь нарушается. 174
Как же зимуют ряски? Трехдольная ряска (Lemna trisulca), которая отличается от ряски малой тем, что она плавает не на поверхности воды, а под водой на ничтожной глубине, зимует непосредственно стеблями, которые при замерзании водоема оказываются подо льдом. Ряска же малая плавает на поверхности воды, однако к зиме она погружается в воду и оказывается подо льдом, благодаря тому, что стебли ее, обычно имеющие удельный вес, равный удельному весу воды, при замерзании водоема оказываются более тяжелыми и тонут. Весной перезимовавшие пластинки рясок начинают быстро размножаться и к середине лета вновь покрывают водоем сплошной зеленой пеленой. Иначе перезимовывает многокоренник. К осени у него образуются особые стебли почковидной формы, которые не имеют воздухоносных полостей. Они набиты крахмалом и потому не способны удерживаться на поверхности воды. Отрываясь от материнского растения, они опускаются на дно, где и проводят долгую зиму. Весной в них начинают развиваться воздухоносные полости, и стебли вновь всплывают на поверхность. Перезимовка некоторых других свободно плавающих растений Очень любопытный способ перезимовки можно наблюдать у водокраса (Hydrocharis morsus ranae), маленького изящного растения с листьями, плавающими на поверхности воды, и с пучками недлинных корней, погруженных в воду (рис. 98). Во до- крас в течение всего лета усиленно размножается вегетативным путем, образуя длинные плети наподобие «усов» земляники, на которых из возникающих здесь почек вырастают новые дочерние розетки. Так как эти розетки в свою очередь дают побеги, то в результате получаются длинные гирлянды растений, соединенные друг с другом. Во второй половине лета на концах таких плетей образуются особые зимующие почки. Они плотно одеты прилегающими низовыми чешуевидными листьями. В этих почках откладываются питательные вещества, поэтому они, отрываясь от материнского растения, под влиянием собственной тяжести опускаются на дно, где и пережидают зиму, в то время как материнские растения погибают. Весной с окончанием периода покоя в почках возобновляется жизнедеятельность, усиливается газообмен в результате интенсивного дыхания, и они всплывают на поверхность, чтобы вновь начать свое развитие. Своеобразное путешествие зимующих почек водокраса вниз и вверх легко можно заметить, взяв осенью розетку водокраса J 75
Рис. 98. Образование зимующих почек у водокраса. с зимующими почками в широкую мензурку или какой-либо другой высокий стакан. Несмотря на самые благоприятные условия, материнское растение водокраса неизменно пожелтеет и погибнет; оставшиеся же почки начнут постепенно опускаться на дно. Также постепенно в конце зимы почки поднимаются на поверхность воды, после чего из них начнут развиваться новые розетки. Другой обитатель наших водоемов, роголистник, образующий густые подводные заросли, перезимовывает тоже при помощи почек. Роголистник — растение, целиком погруженное в воду. Он лишен корней и прикрепляется ко дну лишь в молодом возрасте, однако не при помощи настоящих корней, а при помощи стеблей, которые загибаются вниз и служат органами прикрепления. В дальнейшем, когда растение отрывается и начинает свободно плавать, вода и растворенные в ней газы и питательные вещества усваиваются всей поверхностью тела растения. Роголистник замечателен тем, что его цветки раскрываются и опыляются под водой. Благодаря этому его можно считать более приспособленным к условиям подводной жизни, чем другие растениянподводники, которые в момент цветения выставляют свои цветки над поверхностью воды. 176
Подготовка к зиме у роголистника заключается в том, что его рассеченные листья на концах побегов плотно прижимаются к стеблю, образуя своего рода зимующую почку. Однако эти почки в противоположность зимующим почкам водокраса не отрываются от материнского растения, а вместе с ним опускаются на дно. Здесь они перезимовывают и весной, поднявшись в верхние слои водоема, возобновляют свое развитие. Весной выросшие из зимующих почек побеги с грубыми жесткими листьями будут всегда резко отличаться от участков стеблей, выросших в течение летнего времени и имеющих более тонкие и нежные листья. Это создает своеобразную ярусность на стеблях роголистника. Очень любопытны плоды роголистника. Форма их весьма разнообразна, однако во всех случаях плоды бывают снабжены особыми острыми выростами или крючками. Назначение их, подобно лопастям якоря,— удерживать плод на дне водоема (рис. 99). Сходным образом зимуют и стебли уже знакомой нам элодеи (водяной чумы). Это растение коренится на дне, имеет длинные, стелющиеся стебли, которые, отрываясь, могут прекрасно существовать и как свободно плавающие. У элодеи (рис. 100) перезимовывают стелющиеся по дну стебли; однако, кроме того, она способна образовывать специальные зимующие почки. Эти почки легко Рис. 99. Различная форма плодов роголистника. Рнс. 100. Образование зимующих почек у элодеи: Справа — отдельная зимующая почка элодеи. 177
пристают к различным предметам, в частности к телу водоплавающих птиц, благодаря чему это растение может легко перекочевывать с места на место и с такой поразительной быстротой завоевывать новые и новые водоемы. Водяные орехи Среди типичных водных растений, как мы уже указывали, почти нет однолетников. Поэтому особый интерес представляет для нас рогульник, или водяной орех (Trapa natans), который относится как раз к числу растений, способных зимовать лишь в виде семян. Рогульник принадлежит к числу сравнительно редких растений, но там, где он есть, он растет во множестве, сплошь покрывая поверхность воды своими изящными розетками. Эти розетки плавают в воде; однако идущий в глубину водоема длинный стебель прикрепляет их ко дну. Небольшие ромбические листья этого растения лежат на поверхности воды и не тонут благодаря специальному приспособлению: черешки их Рис. 101. Водяной орех: а — плод; б — лист со вздутым черешком. 178
сильно вздуты (рис. 101) и играют роль плавательных пузырей, так как содержат внутри большое количество воздухоносных Рнс. 102. Водный гиацинт (Eichornia crassipes) со вздутыми черешками- поплавками. полостей. В этом отношении наше растение поразительно напоминает знаменитый водный гиацинт, или эйхорнию (Eichornia crassipes),— обитателя американских рек. Как видно на рис. 102, листья водного гиацинта имеют такие же утолщенные черешки, как и листья водяного ореха. Оба эти растения, относящиеся к совершенно различным семействам и растущие на различных континентах, одинаково разрешают сложную задачу приспособления к водному образу жизни. Если вынуть розетку водяного ореха из воды, за ней потянется длинный шнур, представляющий собой подводный стебель. В молодом возрасте он бывает покрыт особыми подводными листьями, которые в дальнейшем отмирают, а сохраняются лишь многочисленные тонко разветвлен-ные корни. Эти корни замечательны тем, что имеют зеленую окраску, обусловленную присутствием в них хлорофилла, и поэтому способны ассимилировать. Это обстоятельство смущало многих исследователей, которые 179
долгое время принимали эти корни за тонко рассеченные подводные листья, пока не удалось окончательно выяснить их корневую, а не листовую природу. Ехли осторожно вытащить из ила нижний конец растения, мы заметим внизу старый почерневший плод, который весной и дал начало всему растению. Орех имеет очень твердую кожуру и снабжен четырьмя острыми выростами, благодаря которым растение и получило название рогульника. Эти отростки служат якорем. Осенью, когда орехи созреют и опустятся на дно, материнское растение отмирает. Весной перезимовавшие орехи очень своеобразно прорастают. Они сперва дают корешок, который первое время растет кверху, а затем уже изгибается вниз. Водяной орех принадлежит к числу вымирающих растений. В настоящее время он встречается в сравнительно немногих районах средней полосы СССР, но, несомненно, раньше он был здесь значительно более обычным. На это указывают находки его плодов в иле и торфе в тех озерах, где он в настоящее время уже не встречается, например в Тростенском озере под Москвой. Вымирание водяного ореха связано с изменением климата, которое не одни раз имело место в послеледниковое время. Исчезновению этого интересного растения способствовал также и человек. Дело в том, что рогатые орехи очень богаты крахмалом и вполне съедобны. В некоторых местностях они добываются для употребления в пищу и продаются на базарах подобно тому, как продаются у нас обыкновенные лесные орехи. Очень возможно, что в ближайшем будущем рогульник станет большой редкостью и сохранится лишь в заповедниках, как, например, на р. Клязьме в Ивановской области и в дельте Волги. Если вам когда-нибудь посчастливится найти в прибрежном иле или в торфе черный рогатый плод водяного ореха в той местности, где теперь он уже не растет, имейте в виду, что перед вами немой свидетель иных климатических отношений, пролежавший погребенным в прибрежном иле в течение многих сотен или даже тысяч лет.
чхшш-т*&&ш Глава десятая ОСЕННЕЕ ЦВЕТЕНИЕ РАСТЕНИЙ Цветы последние милей х Роскошных первенцев полей...- А. Пушкин Поздно осенью цветущие растения привлекают к себе особое * ■ внимание. Эти безвременно расцветшие или столь запоздавшие цветки находятся под постоянной угрозой быть застигнутыми врасплох наступающей зимой —внезапными заморозками или снегопадом. Тем не менее осеннее цветение растений представляет весьма распространенное явление; можно с уверенностью сказать, что в нашем климате сезон цветения растений продолжается до окончательного установления снежного покрова. Какие же растения цветут глубокой осенью? Является ли это цветение нормальным или оно вызвано какими-нибудь особыми метеорологическими условиями? Играет ли оно какую-нибудь роль в жизии растений, и могут ли осенние цветы выполнить свое назначение и дать зрелые семена? Что происходит с цветущими растениями, когда их застанет зима? Все эти вопросы невольно приходят в голову, когда находишь глубокой осенью все еще цветущие лютики, розовые головки клевера и ряд других цветов среди побелевшей от инея травы. Второе цветение К числу наиболее интересных явлений осенней природы следует отнести второе цветение. Осенью или в самом конце лета мы неожиданно находим в полном цвету растения, которые при- /67,
выкли видеть в апреле-мае или в начале июня и относить к разряду весенних растений. В некоторые годы второе цветение бывает настолько массовым и обильным, что останавливает на себе внимание даже самых поверхностных наблюдателей. Количество растений, у которых наблюдалось второе цветение, очень велико. Чаще других у нас цветет второй раз калужница (рис. 103), желтые цветы которой, известные под универсальным названием куриной слепоты, продаются весной в городах. На лугах очень часто цветет второй раз изящная розовая дрема, или горицвет (Lychnis flos cuculi), речной гравилат с пурпуровыми поникшими чашечками (Geum rivale), белый сердечник (Cardamine praten- sis), образующий весной по сырым местам снежнобелые пятна, и ряд других весенних и ранних летних видов. Постоянно цветут второй раз различные фиалки, особенно душистая фиалка (Viola odorata), которая растет в дубравах южной части СССР, но у нас часто встречается в садах и парках. Зато никогда не зацветают повторно многолетние весенние эфемеры — подснежники: голубые пролески, хохлатки, ветреницы, чистяки и др. Чрезвычайно редко (единичные случаи) наблюдалось второе цветение у деревьев, цветущих до распускания листьев, например у лещины, клена и других, зато сравнительно часто цветет вишня, яблоня и другие плодовые деревья. Безвременное цветение всех этих растений является бесполезным, так как плоды в таких случаях хотя и могут завязаться, но никогда не вызревают. Второе цветение связано часто с метеорологическими особенностями года. Чаще всего оно наблюдается в годы сильной засухи, главным образом после жаркой и засушливой весны. За- Рис. 103. Калужница болотная (по П. Ф. Маевскому). 182
суха, застающая фруктовые деревья в полном цвету, сильно понижает их цветение, благодаря чему часть мобилизованных с осени питательных веществ остается неиспользованной. Сильная засуха вызывает также частичное пожелтение и опадение листвы на деревьях (так называемый летний листопад); между тем известно, что удаление листьев на побеге летом вызывает преждевременное пробуждение почек. Таким путем удается, например, заставить ветки многих наших деревьев распускаться осенью или в конце лета. Наши раннецветущие весенние растения, как известно, развиваются в условиях большой влажности под тающим снегом. Поэтому летняя засуха не может способствовать их вторичному цветению. Кроме того, для нормального развития многих из них (хохлатка, чистяк) необходимо промораживание или во всяком случае длительное охлаждение. Все это, повидимому, исключает у них возможность повторного зацветания осенью. Особенно обильное второе цветение наблюдалось осенью 1936 г. после засушливой и жаркой весны. Но причиной вторичного зацветания растений могут также служить сильные и продолжительные дожди. Некоторые авторы указывают, что порядок вторичного зацветания растений после выпавших сильных дождей в общем соответствует последовательности нормального зацветания этих растений весною. [Любопытно, что большей склонностью ко второму цветению обладают растения, у которых обычно не закладываются соцветия и цветки для будущего года. Наоборот, растения, у которых уже в июне и июле заложены цветки будущего года, обычно не зацветают вторично летом или осенью, несмотря на то, что в почках возобновления их цветки полностью сформированы, включая не только околоцветник, но также тычинки и пестики.] Желательно точнее установить, какие растения способны ко .второму цветению и с какими метеорологическими условиями связано его наступление. Подобного рода массовые наблюдения над вторым цветением растений должны окончательно объяснить механизм и причины этого интересного явления. Осенние растения К числу таких растений обычно относят виды, которые зацветают во второй половине лета, под осень, и характеризуются чрезвычайно долгим или поздним развитием. Эти виды, являющиеся как бы прямой противоположностью нашим весенним растениям, значительно уступают им в количественном отношении. 183
К числу таких поздних растений относится вереск (Calluna * vulgaris) — широко распространенный в борах кустарник, болотный белозор (Parnassia palustris) — изящное растение с белыми цветками, золотая розга (Solidago virga aurea), различные полыни (Artemisia vulgaris и др.) и пр. Почему эти виды, зацветающие в самом конце июля или в начале августа, откладывают свое цветение иа такой поздний срок, сказать очень трудно. Во всяком случае они успевают нормально закончить свое развитие и обсемениться до наступления зимы. Академик В. Н. Любименко полагал, что осенние виды являются растениями короткого дня. Длинный летний день препятствует их зацветанию, которое происходит лишь после того, как он укоротится. В главе о подснежном развитии весенних растений мы приводили данные, о продолжительности рабочего дня растения в различное время года. Разница здесь получается весьма значительная. Если в июне в среднем продолжительность дня в Ленинграде равна 17 час. 56 мии., то в августе она равна всего лишь 15 час. 8 мин., т. е. сокращается почти на 3 часа. В этом отношении наши осенние растения напоминают растения, цветущие ранией весной, когда день также еще короток. Впрочем, здесь есть и существенное различие. Весенние растения развиваются в условиях увеличивающегося рабочего дня, при котором и завершается их плодоношение, тогда как осенние растения плодоносят, наоборот, в условиях сильно сокращающегося периода освещения. [С приведенным здесь положением акад. В. Н. Любимеико вряд ли можно согласиться. Скорее наши позднелетние и осенние растения можно считать за растения длинного дня. Об этом свидетельствуют следующие сравнительные наблюдения, проведенные нами в условиях Подмосковья, Хибинских гор (Кольский полуостров) и Приполярного Урала. В условиях Подмосковья от весеннего развертывания почек до цветения у золотой розги, белозора болотного и вереска проходит не менее 80—90 дней (с мая до конца июля — начала августа). В условиях Хибинских гор и Приполярного Урала этот период — от развертывания почек до цветения — не превышает 40—50 дней. Если вспомнить, что в июне и «юле, когда протекает развитие этих растений, на севере практически отсутствует темное время суток, то станет ясным, что сокращение периода развития до цветения здесь стоит в прямой связи с резким удлинением дня. И, действительно, чем дальше на север, чем длиннее летний день, тем короче у наших позднелетних растений период от начала весеннего развития до 184
зацветания, что определяется более быстрым прохождением световой стадии у этих растений в условиях северных районов. Но отмеченные неоднократно в этой книге связи между сроками цветения весенних, летних и других растений со спецификой световых и температурных условий вскрывают лишь одну, именно физиологическую сторону этого сложного вопроса. Кроме этого, необходимо помнить, что различие в сроках цветения разных видов растений одного и того же сообщества — например леса, степи, болота — связано и с историей формирования этих растительных формаций. В каждом растительном сообществе в процессе эволюции сформировывались свойственные ему виды, или группы видов, обязательно отличающиеся друг от друга по срокам развития своих побегов, корневых систем, цветков и плодов. Эти различия в сроках сезонного развития разных видов, слагающих растительные сообщества позволяют этим сообществам наиболее полно использовать жизненные ресурсы территории, занятой ими.] Интересно отметить, что на юге, в Крыму и на Кавказе, есть ряд растений, которые совмещают одновременно признаки и осенних, и весенних растений. Эти виды развиваются лишь весной и осенью, а летом и зимой находятся в периоде покоя. Примером подобного рода растений может служить безвременник, получивший такое название благодаря особенностям своего цветения. Летом безвременник совершенно не заметен, лишь под землей сохраняются его крупные луковицы, одетые тонкими светлокоричневыми чешуями. В сентябре или в конце августа из земли внезапно появляются его крупные розовые или светлофиолетовые цветки с шестью листочками околоцветника. Замечательно в этих цветах то, что завязь их (рис. 104) находится под землей в луковице. После оплодотворения цветки увядают, и растение вновь скрывается под землю до весны, когда на поверхности земли появятся крупные листья безвременника. Вместе с этими листьями появится и завязь, которая начинает быстро расти и превращаться в плод-коробочку. ЗоЗвь Рис. 104. Безвременник осенний. Продольный разрез через цветущее растение. 185
Дальнейшее развитие растения идет очень быстро и к началу лета уже заканчивается: семена высыпаются, листья желтеют и вянут. Несколько иначе ведет себя осеиияя пролеска (Scilla autumnalis), светлолиловые цветы которой можно встретить в Крыму на каменистых склонах во второй половине сентября. В момент цветения это растение лишено листьев, они появляются лишь значительно позже и в основном развиваются ранней весной. К лету растение заканчивает свой цикл развития и скрывается под землю, где сохраняются его луковицы, находящиеся в периоде покоя. [Как это ни странно, но эти растения, цветущие в сентябре, а иногда и в октябре, являются по существу самыми раннецветущими видами. Дело в том, что, как и у многих наших весенних растений, бутоны безвременника закладываются в почках возобновления в течение июля. Но вместо того, чтобы в состоянии сформированных бутонов провести осень, зиму и раскрыться только будущей весной, у безвременника только что сформировавшиеся бутоны раскрываются в конце августа и сентябре без осенне- зимнего периода покоя, свойственного нашим ранневесенним растениям. Интересно отметить при этом, что листья, сформировавшиеся так же, как и бутоны, в течение лета, ие развертываются без осенне-зимнего охлаждения и нормально развиваются только следующей весной.] Академик В. Н. Любименко, как мы упоминали, полагал, что растения типа безвременника и осенней пролески являются растениями короткого дня, поэтому они развиваются весной и осенью и уходят на покой летом с увеличением продолжительности дневного освещения. Однако особенности ритма развития таких растений, как осенняя пролеска, можно рассматривать так же как приспособление к особенностям средиземноморского климата с засушливым и Рис. 105. Селезеночник. жарким летом и сравнительно мяг- 186
кой зимой. Заметим, что и в нашей флоре есть растения, развивающиеся в условиях короткого дня осенью и весной и уходящие на покой в наиболее светлые летние месяцы. К числу их относится, например, селезеночник (Chrysosplenium altemifolium) — одно из самых обыкновенных растений влажных и тенистых мест. Селезеночник (рис. 105) принадлежит к числу самых ранних весенних растений. В момент снегосхода ои находится в полном развитии, с листьями и бутонами, которые раскрываются с первыми теплыми днями. К началу июня растение уже имеет зрелые плоды, желтеет и отмирает. В июле оно находится под землей и в августе вновь начинает свое развитие, образует розетки и закладывает бутоны. [Следует отметить, что, сравнительно с безвременником и пролеской осенней, наш селезеночник имеет совершенно другое происхождение и биологию развития. Chrysosplenium altemifolium доходит до крайних северных пределов Евразиатского материка, достигая подзоны арктических тундр и нет никаких оснований считать его растением короткого дня. Как показали наши наблюдения в арктических тундрах, селезеночник в течение короткого арктического лета с беспрерывным днем не теряет своей листвы, развиваясь по типу вечнозеленых растений. Можно полагать, что слишком высокая летняя температура наших широт вызывает быстрое созревание семян и отмирание цветоносных побегов селезеночника еще до того, как появятся новые розетки листьев, развивающиеся из его подземных столонов. В течение лета селезеночник не обладает периодом покоя, так как в это время у него наблюдается интенсивный рост подземных столонов, а с середины июля и рост подземных вегетативных розеток, в которых к сентябрю уже можно видеть заложенные цветки будущего года.] Возвращаясь к нашим осенним растениям, следует заметить, что некоторые из них, как, например, полыни, являются по своему происхождению южными. Они широко распространены в степях и полупустынях и требуют для своего развития много тепла; поэтому и у нас они выступают иа сцену в самом конце сезона цветения. Чем замечательны растения на жнивье и отаве После уборки хлеба на жнивье можно встретить довольно много цветущих растений. Это низкорослые или даже карликовые растения вроде полевых анютиных глазок (Viola arvensis) или песчанки (Arenaria serpyllifolia), которые не попали под нож 187
косилки или уже успели развиться и подрасти после уборки хлеба. Изящные пушистые головки котиков (Trifolium arvense) и розовые кисти зубчатки (©dontites rubra), возвышаясь над стерней, цветут здесь чрезвычайно пышно. Замечательно то, что, если Мы пришли иа пашню в середине лета до уборки хлеба, мы едва ли заметили бы какое-нибудь из этих растений. Находясь в самом нижнем ярусе, они развиваются чрезвычайно медленно, как бы пережидая, когда хлеб будет убран. Лишь после этого они получают благоприятные условия для своего развития, быстро вырастают до нормальной величины и начинают свое цветение с тем, чтобы успеть до наступления зимы принести зрелые плоды и обсемениться. Лишь послеуборочное лущение жнивья может нарушить их развитие. Некоторые из этих растений, как, например, зубчатка, относятся к числу типичных осенних растений; другие же, как, например, полевые анютины глазки, песчанка и другие, цветут и весной, образуя особые сезонные формы. Весенняя форма цветет и плодоносит до того, как посевы разовьются, осенняя же откладывает свое развитие до уборки. посевов. Точно такие же расы встречаются на лугах, где ежегодно повторяющийся в определенное время покос привел к образованию особых сезонных форм, которые отличаются не только своим развитием, но и внешним обликом. Прекрасным примером в этом отношении может служить очанка . (Euphrasia), маленькое полупаразитное растеньице из семейства норичниковых, которое, присасываясь к корням различных луговых трав, получает таким образом дополнительный источник питания. Осенью на скошенном п лп, „ . лугу часто встречается Рис. 106. Сезонный^диморфизм у очанка р^^ (Euphrasla слева - весенняя форма; справа - осенняя. Rostokoviana) C Небольшим 188
количеством мелких лиловых цветков. Это — однолетнее растение, сравнительно недавно развившееся иа лугу, на что указывают еще сохранившиеся при основании ее стеблей семядольные Рис. 107. Сезонный диморфизм у погреика: 1 — весенняя форма, развивающаяся до покоса; 2 — исходная форма; 3 — осенняя, цветущая после покоса. листья. Действительно, эта очанк,а представляет позднюю форму, которая появляется на наших лугах после сенокоса, в то время как в начале лета ее заменяет другая, очень к ней близкая, весенняя форма, известная под названием горной очанки (Euphrasia montana). Обе эти сезонные формы очанки представлены на рис. 106, где хорошо видны их внешние различия. Весенняя форма отличается от осенней прямым неветвящимся стеблем, формой своих нижних листьев и числом междоузлий. Подобного же рода сезонные формы, известные у ряда луговых растений — красного клевера, колокольчиков, маленьких горечавок (Gentiana axillaris и G. lingulata) и особенно у погремка (рис. 107),— представляют очень большой интерес. Недаром в последнее время они сделались объектом самого внимательного изучения, причем в результате сезонные формы были обнаружены у ряда видов, которые раньше считались непрерывно цветущими с весны до осени. Образование осенних и весенних сезонных форм на лугу и в посевах указывает нам на то большое значение, какое имеют уборка хлеба и сенокос как формообразующие факторы. 189
Количество растений, способных давать сезонные формы, по мере их изучения с каждым годом растет. Несомненно, что эго явление, известное в науке под названием сезонного диморфизма, значительно шире распространено в природе, чем раньше предполагалось; поэтому мы рекомендуем читателю собирать рано и поздно цветущие экземпляры одних и тех же видов и сравнивать их между собой. Особенно важно при этом собрать семена с тех и других форм с тем, чтобы, высеяв их, установить, насколько обе сезонные формы являются наследственно закрепленными. Цветы под снегом Зима редко наступает сразу. Обычно морозы сменяются продолжительными оттепелями, и выпавший снег снова стаивает, обнажая влажную, уже не раз сильно промерзавшую почву. Иногда такое потепление наступает после морозов, доходивших до 10 и даже 15°. Казалось бы, что в такое время безнадежно искать где-либо цветущие растения. Тем не менее это не так. Как мы уже указывали, сезон цветения у нас длится до самой зимы, и даже дольше: если бы в середине зимы внезапно сошел снег, то и в этом случае мы могли бы найти ряд цветущих растений. Однако найти их можно не всюду. Их нет ни на лугу, ни под сенью леса, где, казалось бы, опавшая листва могла бы служить надежной защитой для цветущих растений. Зато их без труда можно встретить на любом огороде или поле, так как такие цветущие под зиму виды относятся к числу наших самых обычных сорняков. Мы уже знаем, что многие сорняки из числа однолетников и двулетников зимуют в зеленом виде. Однако у многих из них зимуют не только розетки, но и взрослые стебли с бутонами, цветами и незрелыми плодами. Такие растения, как полевая ярутка, пастушья сумка, однолетний мятлик, полевые анютины глазки и другие, перезимовывают в том виде, в каком их застала зима. Наблюдая поздно осенью, накануне выпадения снега, эти растения, невольно поражаешься тому разнообразию фаз развития, в которых они находятся. В то время как в лесу, на лугах и в водоемах растения, проходя длительную подготовку к зиме, образуют особые подземные зимующие побеги, закладывают специальные почки, здесь на облике этих сорняков совершенно не отражается наступающая зима. Проходя как-то в конце октября по паровому полю, я собрал подряд 200 экземпляров полевых 190
анютиных глазок, а затем подсчитал, сколько из них находилось в той или иной стадии развития. Оказалось, что 9% всех растений цвело, 2% имело лишь бутоны, 14% было с незрелыми плодами, 8% со зрелыми плодами и 12% уже полностью обсеменилось. Остальные 55% всех исследованных растений находились лишь в вегетативном состоянии. Как видите, никакой подготовки к зиме здесь не чувствовалось. Что же происходит дальше с цветущими сорняками? Оказывается, что суровая зима с ее длительно промерзшей почвой и с сильными морозами большей частью проходит для этих растений совершенно безболезненно. Цветы, раскрывшиеся осенью, доцветают весной, а завязавшиеся плоды, перезимовав, продолжают свое развитие, обсеменяются и дают вполне всхожие семена. Обычно во всех учебниках географии и экологии растений в том месте, где говорится об условиях перезимовки растений в Арктике, описывается арктический хрен (Cochlearia fenestrata) — маленькое крестоцветное, прославившееся тем, что оно в цветущем состоянии переносит на берегах Чукотки суровую полярную зиму и сорокаградусные морозы. Весной оно продолжает свое прерванное цветение. Естественно, что наша зима не может сравниться с условиями полярной ночи, тем не менее подобного рода стойкость наших самых обычных сорняков является поистине изумительной. В начале зимы, во время так называемых- гололедиц, когда сильные морозы сковывают почву, а снежный покров еще отсутствует, можно наблюдать, как эти растения стоят совершенно замерзшие с хрустящими и ломающимися листьями и стеблями. Однако, повидимому, постепенное оттаивание спасает их от гибели. Самое замечательное, что ни ярутка, ии пастушья сумка, ни другие зимующие подобным образом сорняки не имеют каких-либо заметных внешних приспособлений, указывающих на их холодостойкость; повидимому, последняя объясняется особыми свойствами их протоплазмы или клеточного сока. Несмотря на то, что сорняки очень доступны для наблюдения, указаний на условия их перезимовки в цветущем и плодоносящем виде в литературе почти нет. Несомненно, что условия погоды — наличие гололедиц или быстрое выпадение снежного покрова, так же как и степень промерзания почвы,—отражаются на перезимовке сорняков. Сказываются здесь и условия произрастания. Возможно, что к перезимовке способны лишь особые сезонные формы. Ведь мы знаем, например, что зимующие экземпляры ярутки по внешнему виду существенно отличаются от 191
яровых; также отличаются от яровых форм зимующие и озимые фармы анютиных глазок. Перезимовка наших самых обычных сорных растений представляет большой интерес и дает широкое поле для самостоятельных наблюдений и выработки рациональные мер борьбы с сорняками, основанных на знании биологии их развития.
Глава одиннадцатая РАСПРОСТРАНЕНИЕ ПЛОДОВ И СЕМЯН Если весна, а особенно начало лета могут быть с полным правом названы порой цветения, то осень является в растительном мире порой»плодоношения и обсеменения. Однако, несмотря на то, что оба этн процесса имеют огромное значение в жизни растений, так как они завершают собой их цикл полового воспроизведения, на них редко обращают внимание. Для поверхностного наблюдателя многие растения существуют лишь тогда, когда онн цветут. В это время онн хорошо заметны, их можно собрать для букета или гербария нли взять для определения (известно, что определение растений в основном строится на признаках строения цветка и лишь для некоторых групп необходимы плоды). Когда же растение отцветает и стебель его начинает желтеть, оно уже не привлекает к себе внимания, мимо нее проходят стороной или даже вовсе его не замечают. Лишь орехи да некоторые лесные ягоды в период плодоношения особенно известны не столько потому, что они съедобны, как потому, что трудно пройти стороной, не заметив в лесу красных гроздей калины, горящих на фоне осенней листвы, раскидистых ветвей бузины, сплошь увешанных многочисленными ягодами, или поникших коробочек бересклета, похожих на изящные серьги... Между тем плоды и семена представляют не меньший интерес, чем цветущие растения. Они живут своей особой жизнью и, отделившись от материнского растения, сплошь и рядом совершают при помощи самых разнообразных агентов длительные путешествия, что способствует их более широкому распространению. Одни из них, как мы увидим дальше, имеют для этой цели спе- 7 Весна в осень 193
циальиые приспособления; другие обладают замечательной способностью активно .разбрасывать свои семена на значительное пространство; третьи могут самостоятельно передвигаться по земле и даже зарываться в почву. Особый интерес представляют плоды и семена сорных растений. У них имеется ряд специальных приспособлений к условиям жизни совместно с определенными сельскохозяйственными культурами. Знать эти приспособления сорняков совершенно необходимо для правильной организации борьбы с этими нахлебниками в целях повышения урожайности наших социалистических полей. Как распространяются плоды и семена представителей различных ярусов леса Широколиственный лес, дубрава или липовый лес отличаются от хвойного леса рядом признаков. В то время как чистый хвойный лес почти лишен подлеска и в нем под сенью высоких деревьев непосредственно располагается моховой, кустарничко- вый (брусника, черника) и травяной покров, хорошие естественные участки широколиственного леса характеризуются чрезвычайно сложным ярусным строением. Помимо высоких деревьев — дуба, липы, клена, ясеня и других, образующих верхний полог такого леса,—в нем обычно имеется ярус деревьев второй величины (рябина, черемуха, дикая яблоня и боярышники в дубравах) и богатый подлесок нз большого количества различных кустарников. Ниже располагается травянистая растительность, которую также иногда можно разбить на несколько ярусов, начиная от высокорослых лесных злаков развесистого бора (Milium effusum) и гигантской овсяницы (Festuca gigantea) и кончая низкими стелющимися растениями вроде копытвня (Asarum europaeum), будры (Glechoma hederacea) и ряда других. Все эти ярусы широколиственного леса, которые можно для наглядности объединить в три основных яруса: первый — деревьев верхнего полога, второй — подлеска и деревьев второй величины и третий —трав, отличаются не только своей высотой. Каждый из этих ярусов имеет свои жизненные особенности, среди которых следует отметить способы распространения плодов и семян. Каким образом распространяются плоды и семена деревьев верхнего яруса? На этот вопрос вы сразу ответите, если вам удастся попасть в лес в конце листопада. В это время, кружась, разлетаются по ветру крылатые соплодия липы, крылатки клена. 194
крылатые плоды березы. Плоды большинства наших деревьев, которые приспособлены к распространению при помощи ветра,, начинают разлетаться поздней осенью в тот момент, когда деревья уже обнажились. Часто можно видеть в конце листопада плоды липы еще висящими на оголенной кроне, плоды же ясеня и ясенелистного клена всегда опадают зимой или поздней осенью. Эти деревья стоят густо увешанные желтыми крылатками, которые постепенно уничтожаются снегирями. Мы знаем также, что семена ольхи выпадают из женских шишечек зимой; зима — время обсеменения и у наших хвойных: у ели оно происходит в марте, у сосны — в апреле. Совершенно особняком в этом отношении стоит вяз; его плоские крылатки отлетают в самом начале лета одновременно с рассеиванием семян у осины. Оба эти дерева, так же как и ивы, характеризуются чрезвычайно коротким пфиодом плодоношения (см. рас. 29). Мы видим, таким образом, что большинство деревьев, слагающих верхний полог леса, распространяет свои плоды и семена при помощи ветра. Исключением в этом отношении является лишь дуб. Его тяжелые жолуди падают недалеко от материнского дерева, зато их растаскивают белки, сойки и др. Посмотрим теперь, что делается,,во втором ярусе, К которому относится подлесок и некоторые невысокие деревья, вроде черемухи, рябины и яблони. Нетрудно догадаться, что основным Рис. 108. Летучие плоды деревьев: 1 — крылатое соплодие липы: 2 — крылатые плоды вяза; 3 - крылатка клена; 4 — рассеивающиеся плоды березы (ориг.). 13* 195
агентом распространения плодов и семян здесь являются птицы. На это указывает большой процент обитающих здесь растений с сочными ягодами. Помимо упомянутых невысоких деревьев, к которым еще можно прибавить некоторые виды боярышника, встречающиеся в южных дубравах, мы должны назвать здесь такие ягодные кустарники, как бузина, бересклет, жимолость, волчье лыко, калина, шиповник, крушина и некоторые другие. В хвойных лесах, где подлесок большей частью отсут- *з_'ству%т, все же нередко встречается можжевельник—кустарник rIV Рис. 109. Главнейшие способы рас пространения плодов и семян в раз' личных ярусах леса: I и III — распространение при помощи ветра; также С СОЧНЫМИ «ПЛОДЭМИ», на II — с помощью птиц; IV — с помощью муравьев, самом деле представляющими собой маленькие шишки с мясистыми чёшуями: они также поедаются птицами. Кроме того, здесь в нижнем ярусе много ягодных растений. "Осенью, когда пернатое население откочует на далекий юг, мало птиц встречается в наших лесах, да и ведут они себя тихо. Аишь в подлеске, где много различных ягод, царит оживление. Здесь до самой зимы держатся бойкие стайки синиц, различные дрозды и пр. Среди обитателей подлеска лишь лещина имеет сухие плоды — орехи, которые растаскивают различные грызуны. Переходя к нижнему ярусу, следует отметить, что и здесь среди травянистых растений имеется большое количество ягодных. Ландыш, майник, купена, вороний глаз, костяника, воронец (Actaea spicata) и ряд других имеют сочные плоды, которые могут распространяться птицами. Однако все же большую роль здесь играют муравьи, которые растаскивают семена, снабженные для этой цели специальными приспособлениями — мясистыми придатками. Впрочем, среди травяного покрова есть ряд растений, имеющих другие способы распространения плодов и семян, на которых мы остановимся несколько ниже. Мы видим, таким образом, что растения отдельных ярусов леса строго приспособлены к определенным агентам, распространяющим плоды и семена (рис. 109). Для большей наглядности приведу здесь некоторые цифры, полученные при анализе способов расселения растений на участке старого липового леса под Москвой. Здесь 83% деревьев верхнего яруса распространяют 196
свои плоды и семена при помощи ветра (анемохоры). Во втором ярусе в подлеске роль ветра уже полностью сходит на нет (0%), зато здесь 88% всех обитателей имеют сочные плоды, служащие приманкой для пернатых. В третьем, нижнем, ярусе плоды и семена более 50% всех растений растаскиваются муравьями (мирмекохорные), 16% имеют ягоды и распространяются птицами, а 13% расселяются с помощью грызунов и других мелких животных. Остальные виды либо лишены специальных способов распространения, либо относятся к числу еще не достаточно изученных в этом отношении растений. Несколько иная картина получается в мшистом хвойном лесу. Здесь в травяном покрове имеется ряд растений, семена которых распространяются при помощи ветра. Сюда относятся различные грушанки, некоторые орхидеи (Goodyera repens), сапрофитное растение подъельник (Monotropa hypopitys) и др. Под пологом леса сильных ветров не бывает, но семена этих растений настолько мелки, что поднимаются в воздух при самых ничтожных воздушных токах. Вес семян этих обитателей хвойного леса ничтожен; так семя одноцветной грушанки весит 0,000004 г, семя орхидейки-гоодиеры весит 0,000002 г, подъельника — 0,000003 г. Зато в хвойном лесу гораздо меньше растений, семена которых растаскиваются муравьями. Возможно, здесь этому препятствует густой моховой покров, сплошь покрывающий в таких лесах почву. Исследование способов распространения плодов и семян у обитателей травянистого яруса мшистого елового леса показало, что число анемохоров, т. е. растений, расселяющихся при помощи ветра, в некоторых случаях доходит до 50%, тогда как число мирмекохоров здесь не более 10%. Впрочем, здесь еще необходимы более полные исследования. Распространение плодов и семян при помощи ветра У наших деревьев для перенесения плодов при помощи ветра имеются различные приспособления. У липы (см. рис. 108) разлетаются целые соплодия, и роль летательного аппарата здесь выполняет прицветный лист, хорошо развитый уже при цветении; у клена двугнездная завязь распадается на две крылатки; у ясеня, березы, вяза плод представляет крылатый орешек. Большинство этих плодов, перелетая по ветру, вращается, что позволяет им дольше держаться в воздухе. У ив, осины и тополей летучие семена имеют длинные белые волоски. Они подхватываются ветром после того как раскроется коробочка, в которую до этого они были заключены. 797
Большое разнообразие приспособлений к распространению ветром мы находим у различных травянистых растений. С одним из таких приспособлений — с чрезвычайно легкими и мелкими семенами — мы уже познакомились на примере грушанок и других обитателей елового леса. Однако у большинства растений имеются на плодах специальные парашюты, позволяющие им делать длительные путешествия по воздуху. У различных сложноцветных (ястребинок, одуванчика, татарника, осотов и многих других) парашютом служат волоски хохолка, находящиеся на верхушке завязи, причем у многих растений, как, например, у, осотов, эти волоски бывают перистыми, что еще больше увеличивает их парусную поверхность (рис. 110). Лиловый осот, или будяк (Cirsium arvense), принадлежит к числу наиболее злостных сорняков. Он обладает чрезвычайно мощной корневой системой, способной к быстрому вегетативному размножению при помощи кусочков корней; поэтому вывести его чрезвычайно трудно. Наряду с этим, будя1Л£бладает способностью очень, да- леко распространять свои плоды при помощи ветра. Снабженные густым хохолком из белых перистых волосков, они перелетают большие пространства, причем следует заметить, что один экземпляр будяка способен дать до 35 000 таких плодов. Отсюда понятно, как тщательно' нужно следить за этим растением, не давая ему обсеменяться не только на пашнях, но и на пустырях, паровых полях и межах. Летающие плоды имеются также у некоторых лютиковых в розоцветных, многие из которых встречаются в наших лесах; Так, например, из изящных лиловых колокольчиков сон-травы (Pulsatilla patens) по отцветании образуются пушистые головкн Рис. 110. Летучки различных сложноцветных: а — летучка бупяка; б — осота желтого; в — одуванчика (по А. И. Мальцеву). 198
Рис. 11 \. Травянистый покров леса осенью: •слева — ландыш с ягодами (листья уже отмерли); справа — пожелтевший купены с ягодами (фото автора). стебель
нз плодиков, снабженных особыми волосистыми парашютам»^ Такие же парашюты, которые в данном случае представляют собой разросшийся столбик пестика, встречаются у прямого- ломоноса (растения дубрав средней полосы) и лесной ветреницы. Как далеко могут распространяться плоды и семена ветром^ По этому вопросу мнения расходятся. G одной стороны, указывается, что сильные ветры могут переносить отдельные част» растений на очень далекие расстояния. Так, например, находил» листья близ побережья Гренландии, на расстоянии 15 км от берега; на восточном берегу Ютландии были обнаружены цветь» и плоды вереска, занесенные сюда ветром из Швеции и совершив-»* шие, таким образом, путешествие не менее чем в 16 миль. (1 миля = 1609,3 м). Есть также указания на перенос семян растений через горы высотой в 2000 м. Однако, наряду с этим,, некоторые авторы полагают, что роль ветра в переносе плодов » семян на большие расстояния все же очень ограничена. Указывают, например, что летучки сложноцветных могут держаться лишь в сухом воздухе. Попав во влажную атмосферу, волоски хохолка слипаются, и плод падает на землю. Для наших деревьев установлены следующие расстояния перелета плодов при помощи ветра: береза—1,6 км, клен — 0,09 км, ясень — 0,02 км. Крылатые семена ели, выпадающие из шишек зимой и способные скользить по насту наподобие того, как скользят по льду сани с парусом, распространяются на 10 км от родного леса. Гораздо более подвижны споры различных споровых растений. Путем специальных полетов на самолете установлено, например, что они могут подниматься вместе с пыльцой растений на высоту до 4500 м, причем на высоте около 300 м их встречается в воздухе очень много. Распространение семян с помощью птиц Этим способом распространяются семена различных кустарников, образующих подлесок в лиственных лесах, а также мелких кустарничков хвойного леса, вроде брусники и черники, » ряд травянистых растений с ягодами (ландыш, купена, вороний глаз и др.). У всех этих растений имеются сочные плоды, мякоть- которых поедается птицами, семена же, снабженные твердой оболочкой, выходят через кишечный тракт птиц в непереваренном виде. Яркая окраска таких плодов, издали бросающаяся в- глаза, служит для привлечения пернатых, причем интересно отметить, что у растений с вечнозеленой листвой ягоды больше» 200
частью бывают красными (брусника, толокнянка). Красные же ягоды имеются и у бузины, которая дс| самого листопада не меняет своей окраски. Наоборот, у растений, принимающих к осени разнообразную осеннюю раскраску, ягоды обыч- "но бывают черными или темносиними (черника, голубика, вороний глаз, купена, альпийская толокнянка, крушина, дикий " виноград и пр.). Невидимому, темный цвет более заметен на блеклом фоне осенних листьев. Несмотря на то, что ягодами питается большое количество птиц, далеко не все птицы могут распространять семена. Дело в том, что некоторые птицы, поедая плоды, либо уни- Рис. 112. Куст омелы с ягодами чтожают клювом семе- (по В. Н. Любименко). на, либо они перетираются и перевариваются в их желудках и в дальнейшем теряют способность к прорастанию. Установлено, например, что семенак прошедшие через пищеварительный и кишечный тракт голубей,- клестов, снегирей, чижей и некоторых синиц, полностью разрушаются. Вороны и галки выбрасывают в непереваренном и жизнеспособном виде семена лишь с твердой оболочкой. Например, семена вишни, вынутые из их испражнений, полностью проросли. Совершенно не разрушаются семена при поедании плодов такими птицами, как овсянка, различные дрозды и зорянка (малиновка). Следует отметить, что семена проходят через пищеварительный тракт птиц очень быстро: семена бузины выбрасываются- дроздом уже через полчаса после поедания им плодов, а семена смородины — через V4 часа. Это ограничивает возможности заноса семян птицами на значительные расстояния. Прекрасным примером приспособления растения к распро* страиению своих семян с помощью птиц может служить омела, 20f
'Омела (рис. 112) — растение, широко распространенное у нас на юге, н кто бывал на Украине, в Крыму нли на Кавказе, вероятно, обращал внимание на ее густые вечнозеленые кусты, ^растущие на ветвях различных деревьев. Особенно эффектна омела в зимнее или осеннее время, когда деревья стоят обнаженными и ее темная зелень издали бросается в глаза. Омела — •полупаразнтное растение, Хотя оно и способно ассимилировать, но лишено корней и при помощи особых присосок высасывает питательные соки из дерева, чем сильно его изнуряет. Каким -же образом распространяется омела, как попадает она на ветви „деревьев? Нетрудно догадаться, что здесь ей приходят на помощь птнцы. Ее семена обладают клейкой оболочкой, благодаря которой они. попадая вместе с испражнениями на ветви дерева, приклеиваются там н внедряются в кору, а затем и в древесину. Ьольшои интерес представляет вопрос о распространении птицами семян ядовитых растений. Среди различных ягодных 'растений очень много йдовитых — ландыш, майник, вороний глаз, волчье лыко и ряд других. Последнее растение, довольно обычное в лесах | средней полосы СССР, по справедливости может считаться одним из наиболее ядовитых. Между тем его многочисленные яркокрасные ягоды как будто указывают на распространение его с помощью птиц; однако соответствующих данных ■ в литературе мне найти не удалось. Повидимому, на птиц многие ягоды не оказывают вредного действия; так, известно, что птицы поедают без всяких дурных последствий семена табака, белены, наперстянки и даже ягоды белладонны. Рис. 1 f3. Волчье лыко с ягодами (фото автора) 202
Растения, семена которых распространяются с помощью птиц, не всегда имеют сочные плоды. Нередко птицы клюют семена сорняков, которые выходят в непереваренном виде и таким образом распространяются. Семена ярутки, например, пройдя через кишечный тракт, сохраняют полностью свою всхожесть, так же как и семена песчанки (Arenaria serpyllifolia), гулявника (Sisymbrium Sophia) и многих других. Еще большее количество семян сорняков остается непереваренным при прохождении через кишечный тракт домашних животных. В соломе, мякине, жмыхах и даже прямо в сене имеется большое количество семяи сорных растений. Переходя впоследствии в навоз, они снова могут попасть с удобрением на поля. Достаточно сказать, что в Норвегии были произведены расчеты, из которых следует, что на гектар поля при внесении 60 т свежего конского навоза вместе с ним было внесено 899750 семян сорных растений. Поэтому сейчас у нас в колхозах принимается ряд предосторожностей против этого источника засорения. Говоря здесь о распространении семян с помощью птнц, мы имели в виду прохождение их через кишечный тракт. Однако птицы могут затаскивать семена на своих лапках вместе с прилипающей к ним грязью. Особенно это относится к семенам водных и прибрежных растений. Еще Дарвин, исследовав ил, показал, как много содержится в нем семян: из порции ила весом около 200 г проросло 537 семян. Анализ ила с клюва, ног и перьев различных перелетных птнц обнаружил в нем семена 21 растения из числа водяных и прибрежных трав. Несомненно, что таким путем семена вместе с птицами во время их осенних странствований могут совершать длительные путешествия в попадать из одного водоема в другой. Можно думать, что именно таким путем заносятся зимующие почкн вездесущей водяной чумы, или элодеи, которая размножается у нас лишь вегетатии- ■■-*«*но, -но. буквально заполняет наши мелкие пресные водоемы. Липкие и цепкие плоды Липкие и цепкие плоды очень широко распространены в природе. Особенно много их у сорных и бурьянных растений; недаром, проходя осенью по зарослям сорняков, всегда приходится очищать платье от массы приставших к нему плодов. Однако есть они и в лесу. Мы уже не раз упоминали о лнннее, вечнозеленом растении хвойных лесов. Это растение цветет изящными розовыми или фиолетовыми колокольчиками, сидящими по два на общем цветоносе. Позже развиваются плоды, кото- 203
рые заключены в чашечку, густо покрытую клейкими волосками. Благодаря этим волоскам чашечка вместе с плодом прилипает к телу животного н таким образом совершает путешествие по лесу. Рис. 114. Клейкие, цепкие и колючие плоды и соцветия: 1 — клейкие плоды линией с чашечкой; 2 — клейкая чашечка у плода шалфея; 3 — цепкие плоды ясменника; 4 — цепкие плоды колдун-травы; б — цепкие плоды череды; 6 — зацепка- на плодах липучки при сильном увеличении; 7 — цепкое соплодие репейника; 8 — соплодие- гравилата с цепкими столбиками на плодах; 9 — острые плоды болотного триостренника, распадающиеся тремя створками; 10 — то же при более сильном увеличении; 11 — колючие плоды якорцев и их отдельные членики. Сходная картина наблюдается у клейкого шалфея, обитателя дубрав. Это растение все покрыто клейкими железистыми волосками, которых особенно много на чашечке (рис. 114). Ко времени созревания плодов цветоножки становятся очень"ломкими, » чашечка отделяется вместе с заключенными в нее дробными плодами. Интересно отметить, что чашечка, которая у многих растений, как, например, у мака н различных крестоцветных, рано» опадает и не принимает никакого участия в плодоношении, здесь- приобретает большое значение. Семена кислицы, о которых мы еще будем говорить ниже,, имеют клейкую поверхность. Вылетая из плода, они могут приклеиться к шерсти животного, с помощью которого могут расширить границы своего распространения. Гораздо шире распространены цепкие плоды, нмеющие- специальные приспособления, при помощи которых они могут приставать к платью человека или телу животного. Здесь можно- привести большое количество различных примеров. На рис. 114- изображены также цепкие плоды двух лесных растений — ясмен- 204
ника (Asperula odorata) и колдун-травы (Circaea lutetiana). Они покрыты мелкими крючковатыми н очень цепкими волосками. Чрезвычайно назойливы плоды череды — растения, широко распространенного по берегам водоемов и на влажных местах. Они имеют острые, обращенные вниз щетинки, при помощи которых вонзаются в платье и лишь с трудом могут быть удалены с него. Таким же образом распространяются орешки бурачниковых, например липучки (Echinospermum lappula). Они покрыты жесткими шипиками с двумя зубцами на конце (рис. 114, б) и действуют подобно якорю. У двух гравилатов, из которых ручейный гравилат (Geum rivale), имеющий буроватые цветки с красными жилками, растет по влажным лугам, а городской гравилат (Geum urbanum) — по тенистым лесам и паркам,—по отцветании образуется головка из мелких тесно сидящих плодиков. Каждый такой плод (рис. 114, 5) снабжен крючковато загнутым столбиком, который я служит зацепкой. Очень часто при помощи прицепок распространяются не отдельные плоды, а целые соцветия со зрелыми плодами. Каждому хорошо известны надоедливые лопухи. Они представляют собой целое соцветие — корзинку, причем здесь прицепками являются листочки отвертки, из которых каждый имеет наверху загнутую крючочком щетинку. Особую группу составляют плоды, снабженные различными колючками. Они, если можно так выразиться, гораздо более агрессивны по отношению к растаскивающим их животным, в тела которых они вонзаются различными остриями. Очень интересные плоды имеет болотный триостренник, обычное растение сырых лугов, нередко в изобилии развивающееся на выгонах. Плоды его распадаются на три части (дробный плод), из которых каждая снабжена длинным и очень твердым остроконечнем. На юге, на Украине широко распространено по дорогам и сорным местам «лежачее» на земле растение, так называемые «якорцы», с мелкими желтыми цветочками. Благодаря своим колючим плодам (рис. 114, //) оно получило широкую известность. Впиваясь в копыта лошадей, это растение распространялось по дорогам, теперь же с развитием автотранспорта оно -стало прямо-таки бнчом для автомобильных покрышек. Существует, однако, и такая группа растений, семена которых "лишены каких-либо специальных зацепок или колючек, н тем не менее они с успехом расселяются с помощью животных и человека. Мы имеем здесь в виду семена различных сорных растений, которые пристают вместе с грязью к копытам лошади, к колесам 205
телег или к подошвам человека. К таким растениям относится 'характерный набор видов, которые с полным правом могут быть названы подорожниками: большой подорожник (Plantago major), птичья гречиха (Polygonum aviculare), ромашка (Matricaria sua- veolens) и др. В свое время наш обычный подорожник был занесен европейцами в Америку. Здесь он настолько быстро распространился по дорогам, что получил от индейцев местное название «след белого человека». Многие из семян при намачивании становятся липкими в пристают к копытам и шерсти животных. На альпийских лугах Кавказа чрезвычайно широко распространен безвременник (Colchicum speciosum), ядовитое растение, о своеобразном развитии которого мы говорили. Семена безвременника имеют особый мясистый придаток. При намачивании он прилипает к. копытам животных. Можно было бы привести массу других примеров приспособления растений к распространению своих плодов с помощью животных, но и этих достаточно, чтобы составить себе представление, насколько это явление распространено в природе. Цепкие плоды невольно обратят на себя ваше внимание, когда вы, проходя осенью по пустырям, внезапно обнаружите, что и вы являетесь агентом распространения этих назойливых растений. В заключение заметим, что, наряду с таким пассивным распространением плодов и семян, человек в процессе своей культурной и хозяйственной деятельности оказывает огромное влияние на расселение растений своим активным вмешательством в жизнь природы. Высеивая семена южных растений на севере, заставляя нежных теплолюбивых иноземцев пышно расти в условиях советских субтропиков, человек создает новые растительные ландшафты, преображает лицо нашей страны. Эту огромную и эффективную, возрастающую с каждым днем, роль человека, сознательно переселяющего целые флоры, не следует смешивать со стихийным распространением плодов и семян (с помощью животных и человека). Муравьи — распространители плодов и семян Мы уже знаем, что в составе травянистой растительности леса имеется большое количество растений, плоды и семена которых растаскиваются муравьями. Среди них мы можем отметить здесь виды хохлаток, чистяк, желтую ветреницу, голубую перелеску из числа подснежников, а также копытень, зеленчук, про- 206
леску (Mercurialis perennis), ожигу волосистую (Lusula pilosa) a» много других. Если найти в лесу так называемые муравьиные дорожки», ведущие к муравейнику со всех сторон, то на них в середине- Рис. 115. Плоды и семена мирмекохоров: 1 — семя ожиги волосистой; 2 — семя полой хохлатки; 3 — плод печеночницы; 4 — дробны* плод пятнистой яснотки; 5 — мешочек горной осоки; 6 — плод злака перловника. На всех - плодах и семенах видны мясистые утолщения и придатки для привлечения муравьев. лета можно наблюдать интересное зрелище: муравьи тащат тяжелые семена различных растений, подчас лишь вполовину уступающие им по величине. Что же заставляет муравьев выполнять столь тяжелую работу? Дело в том, что у всех мирмекохор- ных растений, т. е. таких, которые распространяют свои семена, с помощью муравьев, на семенах имеются специальные мясистые придатки, охотно поедаемые муравьями. Эти придатки, хорошо заметные у различных семян, изображенных на нашем рисунке (рнс. 115), обычно отделяются от семени плотной кожурой, которая совершенно не повреждается муравьями. Насколько интенсивно перетаскивают муравьи плоды и семена растений, можно судить по следующим наблюдениям проф. Сернандера, произведенным в Швеции. К муравейнику средней величины было подброшено 19 плодов и семян различных мирмекохорных растений. Все они были подобраны муравьями менее чем за час, причем этим было занято значительно меньше половины обитателей муравейника, способных переносить семена. Если учесть, чтр рабочий день муравьев продолжается а среднем не менее 12 часов, а таких дней в году более 80, то мы получим, что один средний муравейник красных лесных муравьев (Formica rufa)" _ способен распространить в течение лета 19 X 2 X 12 X 80 = = 36 480 плодов и семян. Между тем данные эти, несомненно, являются значительно преуменьшенными. Растення-мирмекохоры имеют ряд характерных признаков. 207' л
Прежде всего они относятся к числу таких весенних раннецветущих видов, плоды которых созревают в середине нли даже в начале лета. Это связано с тем, что позже к осени собирание муравьями семян значительно падает. Далее, для таких растений характерно пригибание цветоножек во время плодоношения к земле — явление, которое можно наблюдать у многих растений (например, у разных ветрениц, фиалок, голубой перелески и пр.) (рис. 115, 116). Благодаря этому они становятся более доступными для муравьев, Особенно заметны характерные признаки мирмекохоров при сопоставлении с близкими видами, распространяющими свои плоды и семена при помощи ветра или каких-либо других агентов. Интересно сравнить в этом отношении признаки уже знакомой нам белой дубравной ветреницы (Anemone nemorosa) с лесной ветреницей (Anemone silvestris), которая растет у нас по степям и светлым дубравам. Рис. 116. Голубая перелеска — мирмеко- хорное растение. Слева — отдельный плодик с утолщением. Дубравная ветреница (Anemone nemorosa) Плоды распространяются муравьями. Плоды иа коротком толстом стерженьке, играющем роль приманки. Цветоножки во время плодоношения поникающие, ие деревяиеющие, не удлиняющиеся. Кроющие листья под цветком после цветения сильно увеличиваются. Зрелые плоды в конце мая. 208 Лесная ветреница (Anemone silvestris) Плоды распространяются ветром. Плоды без мясистого стерженька, зато с длинными шерстистцми волосками. Цветоножки ко времени плодоношения прямостоячие, сильно деревяиеющие и значительно вытягивающиеся. Кроющие листья после цветения ие увеличиваются. Зрелые плоды в конце июля. •
Все это показывает, как тонко приспособляется растение к агентам распространения своих плодов и семян. Однако, говоря здесь о всех этих «гармоничных» и «целесообразных» приспособлениях, мы не должны ни на минуту забывать об их относительном характере. Растения оказываются гармонично приспособленными лишь в определенной конкретной обстановке. Изменение этих условий сплошь и рядом влечет за собой потерю приобретенного в процессе естественного^отбора «целесообразного» приспособления. Так, например, перенос растений в иные географические широты часто лишает растение способности приносить семена, причем решающим фактором здесь оказываются иногда не столько неблагоприятные климатические условия, сколько отсутствие соответствующих опылителей, к которым растение тесно приспособилось. Особенно хорошо это можно видеть на так называемых «шмелиных цветках», например у борца (Aconitum), область распространения которого точно совпадает с областью распространения шмелей. Таким образом, столь тесная специализация в отношении опылителей является целесообразной лишь в определенной географической области и становится излишней и даже вредной для растения в иных условиях, ограничивая тем самым возможность более широкого распространения вида. Мы знаем теперь, что семена сочных плодов различных растений прекрасно приспособлены к поеданию нх определенными видами птиц. Онн выбрасываются ими в непереваренном виде н таким образом распространяются, причем прохождение семян через пищеварительный тракт птицы иногда даже стимулирует их прорастание. Однако, наряду с этим, ягоды нередко становятся добычей других видов птиц, полностью разрушающих семена в своих клювах и желудках. Подобные примеры крайней специализации в действительности являются для организма пределом приспособлений, так как при изменении условий онн теряют свое значение и могут стать для растения вредными, что широко освещено в учении Дарвина о происхождении видов путем естественного отбора. Однако, если биология цветения изучена сравнительно подробно, биология плодоношения многих наших растений значительно меньше обращала на себя внимание. Несомненно, что здесь можно подметить еще много нового и интересного. 8 Весна в осень
Растения-артиллеристы Так могут быть с полным правом названы растения, обладающие способностью самостоятельно разбрасывать свои семена. Как сейчас помню, какое сильное впечатление произвели на Рис. 117. Плоды растений, способных активно разбрасывать свои семена: 1 — бобы сочевичника; 2 — плоды болотной герани; 3 — фиалка со зрелыми коробочками; 4 — стреляющие плоды недотроги; 5 — обсеменяющаяся коробочка кислицы; 6 — то же при более сильном увеличении; 7 — отдельное семя кислицы с распухшей семенной кожурой. меня «стреляющие» плоды мелкоцветной недотроги (Impatiens iparviflora), центральноазиатского растения, которое за какие-нибудь тридцать лет широко распространилось под Москвой. Я проходил в конце лета по одному старому кладбищу, которое сплошь заросло этим растением, и подвергся ожесточенной бомбардировке семенами, сплошь н рядом попадавшими мне в лицо. Каким же образом происходит разбрасывание семян у недотроги? Это растение имеет длинные плоды, несколько напоминающие по форме стручки, но в действительности представляющие коробочки из пяти плодолистиков (рис. 117). В такой коробочке развивается лишь два семени, которые ко времени созревания располагаются в ее верхней части, вследствие чего она приобретает несколько грушевидную форму. Стенка плода около семян остается тонкой, тогда как в противоположном конце она утолщается, причем здесь, вследствие образования особой ткани, клетки которой обладают очень сильным осмотическим давлением (до 25 атмосфер), происходит сильное натяжение створок плода. Разрываясь, они закручиваются и с силой выбрасывают семена на значительное расстояние. Таким же образом происходит разбрасывание семян и у крупноцветной недотроги, которая часто встречается в тенистых лиственных лесах на влажной почве. Любопытные приспособления имеются у знакомой нам кислицы, характерного обитателя хвойных лесов. Это растение замечательно во многих отношениях. Прежде всего оно, наряду с 2/0
белыми цветками, появляющимися во второй половине мая, образует многочисленные клеистогамные цветы, т. е. такие, которые никогда не раскрываются, а между тем дают нормальные плоды. Такие цветы мы встречали уже у фиалки удивительной в широколиственном лесу. Семена кислицы имеют оболочку особого устройства. Здесь в более глубоких слоях семенной кожицы располагаются очень сочные клетки, способные к набуханию. Когда семя созреет, то, благодаря напряжению внутренней ткани, сильно напрягаются и наружные ее части, которые разрываются н с силой отвертываются назад. При этом семя получает сильный толчок и выбрасывается наружу через щели коробочки. Эту своеобразную бомбардировку можно легко наблюдать, если отыскать еще не обсеменившиеся коробочки клслицы и слегка надавить их при основании. По нашим наблюдениям, коробочки кислицы могут «стрелять» на полтора метра. Разбрасывание семян можно наблюдать также у многих бобовых растений, у которых бобы при раскрывании свертываются винтом и таким образом с силой выбрасывают семена. Это явление хорошо наблюдать у сочевичника (Orobus tfernus), растения лиственных лесов, или желтой акацин (Caragana arbores- cens). В начале августа в жаркий солнечный день, подходя к кустам желтой акации, можно услышать характерный треск и шорох — это растрескиваются ее бобы, при этом моментально закручиваясь. Подобного рода способность створок боба к скручиванию объясняется их особым строением. Здесь имеются косо расположенные участки тонкостенных и толстостенных клеток.- При высыхании по этим участкам створки завертываются. Очень далеко разбрасываются семена у различных диких гераней, которые повсеместно встречаются у нас по лесам и лесным полям. Здесь плод состоит из пяти плодолистиков, из которых каждый имеет ^внизу ложкообразное расширение, где располагается семя. При созревании и высыхании плодолистики разрываются по шву и быстро закручиваются, причем семена по инерции выбрасываются иногда на 2,5 метра. Своеобразно происходит разбрасывание семян у некоторых фиалок. Нужно сказать, что вообще сбор семян у «растений-' артиллеристов» требует некоторых предосторожностей, так как они разлетаются во всех направлениях, если их оставить в открытой коробке, в которой обычно подсушивают собранные плоды. Как-то раз, собрав в Ботаническом саду несколько коробок плодов различных фиалок, через день мы были поражены тем, что в них лежали лишь одни пустые створки, семена же разле-1 телись по всей комнате. Фиалки имеют трехгранные коробочки. 211.
которые раскрываются тремя створками (см. рис. 117). В дальнейшем начинается постепеииое выбрасывание семян из створок вследствие подсыхания. При этом створки давят на семена, которые вылетают на расстояние до 4,5 метра по тому же принципу, как стреляют вишневой косточкой, зажимая ее между пальцами. Замечательно, ' что выбрасывание семян из коробочек фиалок происходит в определенное время дня, а именно между 9 и 12 часами утра. Семена фиалок растаскиваются муравьями, поэтому высыпание семяи к полудню позволяет им в тот же день стать добычей муравьев, и таким образом в кратчайший срок они переносятся на значительное расстояние от материнского растения. Ползающие и самоварывающиеся плоды Некоторые растения обладают приспособлениями, не только способствующими распространению плодов и семян, но и обеспечивающими их зарывание в землю. Классическим примером в етом отношении служит ковыль, ости которого, попеременно увлажняясь и подсыхая, винтообразно закручиваются и загоняют острую зерновку в землю. Однако ковыль — растение южной полосы нашего Союза, да и там ои далеко не везде встречается, так как степи у иас в значительной мере распаханы. Поэтому, чтобы наблюдать самозарывание плодов в землю, мы советуем обратить внимание на другое очень обычное у нас на паровых полях растение — аистник (Erodium cicutarium). Этот сорняк нередко называют «грабельками» ввиду оригинального расположения его узких и длинных плодов, сидящих, как зубцы грабель, на горизонтальных ответвлениях цветоноса. Аистник — ближайший родственник гераней, поэтому у него сходным образом происходит распадение плода иа 5 плодолистиков; однако здесь каждый плодолистик отлетает вместе с семенем, образуя так называемый дробный плод. Нижняя, утолщенная, часть этого плода, где находится семя, имеет очень острый конец, покрытый направленными вверх щетинками (рис. 118), верхний же представляет собой длинную и тонкую ость, обладающую большой гигроскопичностью. Когда плод падает на землю, ои обязательно воткнется в нее своим нижним концом, так как центр тяжести его находится в семени. При етом расположенные здесь волоски будут, наподобие ершика, удерживать плод в таком положении. В дальнейшем при смачивании и высыхании ости будет происходить ее раскручивание и закручивание, в результате чего плод аистника, наподобие штопора, будет ввинчиваться в землю. Насколько гигроскопичны 212
ости у плодов аистника, указывает тот факт, что раньше они употреблялись для изготовления примитивных гигрометров, т. е. приборов, определяющих влажность воздуха. Гигроскопичностью остей и волосков, которые от изменения влажности воздуха способны скручиваться и распрямляться, объясняется любопытное явление пры- гаиия и ползания некоторых плодов. Семянки синего посевного василька снабжены на верхушке хохолком из жестких щетинок. В сухую погоду эти щетинки растопыриваются и семя опирается на них, как на пружинку (рис. 119, 2). При смачивании щетинок они спадаются, и плод ложится иа землю, при высыхании же нх он снова Рис. 118. Аистник н его плоды, зарывающиеся в землю. приподымается и таким образом продвигается вперед. Само собой понятно, что подобного рода передвижение плода происходит очень медленно. Более заметно оно у зерновок некоторых злаков, колоски которых снабжены длинными коленчато согнутыми Рис. 119. Ползающие плоды: 1 — зернозка дикого овса с гигроскопическими остямя; 2 — плоды сийего василька с гигроскопическим хохолком. 213
остями. Сюда относятся различные овсы, французский рей- грасс и некоторые другие. Нижнее колено ости обладает способностью при изменении влажности воз-* духа закручиваться, вследствие чего концы остей отклоняются в ту или иную сторону, и зерновка, переваливаясь с боку на бок и подпрыгивая, передвигается на незначительные расстояния, пока не встретит твердой преграды. Очень своеобразно плодоношение некоторых фиалок, например мохнатой фиалки (Viola hirta), холмовой (Viola colli- па), душистой (Viola odorata), из которых первые две довольно обыкновенны по сухим и светлым лесам и кустарникам. У них весной развиваются лиловые цветы, имеющие у двух последних видов приятный запах. По отцветании образуются трехгранные коробочки, которые трескаются и разбрасывают свои семена, как это описывалось выше. Однако, наряду с этим, в течение всего лета у этих фиалок образуются клеистогамные цветы, заметные лишь при отгибании листьев, под которыми они спрятаны. В молодом возрасте клеистогамные цветы имеют вид острого треугольника; благодаря изгибанию и удлинению цветоножек они прилегают острой вершиной к почве и неглубоко зарываются в нее. Так, на самой поверхности почвы или даже в ее верхних слоях происходит созревание коробочек, которые в этом случае имеют круглую форму и характерную темнолиловую окраску. Такие коробочки, происшедшие в результате клейстогамного цветения, не раскрываются створками, и семена их лишены способности к саморазбрасыванию. Стенка плода сгнивает, и семена, снабженные крупными мясистыми придатками, делаются доступными для распространения их муравьями. Такой двойственный характер плодоношения известен и у других растений. Рис. 120. Мохнатая фиалка с прижимающимися к земле. 214
Чем замечательны плоды и семена некоторых сорняков Чем замечательны плоды сорных растений? Не касаясь всех вышеописанных способов распространения, которые мы можем встретить и у сорняков, укажем, что один из самых существенных способов заражения ими наших полей — это занос их с посевным материалом. Многие растения, засоряющие посевы хлебов, приурочивают свое плодоношение к моменту уборки. Вместе с хлебом стебли сорняков попадают в снопы, вместе обмолачиваются, а затем вместе с зерном могут вновь попасть на поля. Отделение некоторых семян сорных трав представляет собой труднейшую задачу. Дело в том, что длительное сожительство сорняков с культурным растением привело к отбору у сорняков особых рас и создало так называемые специальные сорняки, семена которых стали настолько похожи по форме, весу и величине на семена соответствующих культурных растений, что для их отделения приходится ииогда применять сложнейшие приборы вплоть до электромагнитных установок. Как происходит подобного рода отбор? Возьмем для примера погремок — полупаразитиое растение, широко распространенное на лугах, где он местами дает сплошной желтый аспект. Погремок засоряет посевы хлебов и здесь настолько вреден, что про него сложилась народная пословица: «Во ржи звонец, хлебу конец». Если сравнить семена погремка, растущего на лугах, и семена погремка, засоряющего посевы, вы заметите, что в первом случае они имеют особую крылатую оторочку, а во втором случае лишены ее (рис. 121). Эта оторочка — приспособление к распространению семян при помощи ветра. Для луговых растений оно очень полезно, однако ддя сорияков, плоды которых обмолачиваются вместе с зерном и затем отвеиваются на ветру, она становится излишней и даже вредной, так как подхваченные ветром крылатые семена будут отвеиваться прочь. В результате бессознательно длительного отбора человеком бескрылых форм и получилась особая форма погремка, засоряющая посевы и тесно связавшая судьбу своих семян с семенами культурных растений. Интересно, что подобного рода отбор ведет, как мы указывали, к созданию специальных форм сор- Рис ш Семя погремка ияков, очень схожих по своим обыкновенного и бескрылого семенам с семенами определенной (по А. И. Мальцеву). 215
культуры. Среди льна растет особая форма рыжика, известная под названием льняного рыжика. Кроме того, леи засоряется льняной гречихой, льняным плевелом и льняной торицей. Все Рис. 122. Плоды и семена специальных сорняков: 1 т~ зерновка костра ржаного; 2 — зерно ржи; 3 — семянка гречишки вьюнковой; 4 — семянка гречихи; 5 — зерновка мышея; 6 — зерновка проса; 7 — семя чечевицы; 8 — семя чечевице- образной вики (по А. И. Мальцеву). эти растения представляют собой особые виды, нигде, кроме льняных посевов, больше не встречающиеся. Чечевица засоряется специальной чечевичной формой посевной вики, во ржи обитает ржаной костер, в клевере — особая клеверная повилика и т. д. На рис. 122 изображены семена некоторых культур и семена соответствующих им специальных сорняков. Сходство, как видите, здесь поразительное, причем оно не только по форме и величине, но и по весу. Отсюда понятно, какие большие трудности 216
возникают при очистке посевного материала. Полная очистка достигается лишь при условии применения специальных зерноочистительных машин. Различные сорняки, если они даже лишены каких-либо специальных приспособлений для вегетативного размножения, все же чрезвычайно трудно искоренимы в силу своей исключительной плодовитости. Так, например, одно растение белой лебеды дает 100 000 семян, белены — 446 500 семяи, щирицы — 500 000, а гулявника — 730 000 семян. Все это указывает, с какой тщательностью и планомерностью должна проводиться борьба с сорняками, как важно не допускать их до обсеменения и как полезно заняться более глубоким изучением жизненных особенностей этой своеобразной группы растений, чтобы таким путем выявить наилучшие методы их окончательного искоренения с наших полей и огородов.
**Л!МЙД1* Глава двенадцатая ДЕРЕВЬЯ И КУСТАРНИКИ ЗИМОЙ Поздней осенью наши деревья и кустарники не привлека- "ют к себе особого внимания. Сбросив последние листья, они покоятся до весны и, казалось бы, лишены какого-либо интереса, тем более, что различить их в безлистном состоянии для многих представляет большие трудности. Однако такое отношение к деревьям и кустарникам в их зимнем уборе недостаточно обосновано. Зимой на ветках деревьев можно прочесть много интересного, уметь же распознавать их по почкам и ряду других признаков — дело не столь трудное, и при том совершенно необходимое. Жак узнать дерево по силуэту Поздно осенью и зимой, когда обнажаются кроны деревьев, с исключительной отчетливостью выступают особенности их ветвления. В это время, еще издали глядя на какое-нибудь одиноко стоящее дерево, четко вырисовывающееся на фоне снега или бледного зимнего неба, можно без особого труда определить его по общему очертанию кроны и по силуэту. Точно так же зимой становятся более заметными и силуэты хвойных деревьев, резко чернеющие иа фоне прозрачных крон лиственных пород и не сливающиеся друг с другом благодаря нависшему на их ветвях снегу. Наиболее резко отличаются по своему силуэту наши хвойные, которые к тому же у нас немногочисленны по видовому составу. Каждый, несомненно, легко отличит острую треугольную вершину ели от широкой кроны сосны. Без особого труда также всякий подметит разницу между силуэтом пихты и ели. Пихта в 218
средней полосе СССР встречается лишь на востоке в Горьков- ском и Кировском крае; однако она часто разводится в садах и парках, поэтому ее постоянно можно видеть в окрестностях Москвы и Ленинграда. Ель имеет широко пирамидальную крону и менее острую верхушку, тогда как пихта, напротив, отличается очень узкой кипарисовидной кроной с длинной и тонкой заостренной верхушкой. Заметим попутно, чтй эти два дерева легко отличить и по хвое: у ели хвоя четырехгранная и колючая, а у пихты — плоская и мягкая. Кроме того, шишки у ели свешиваются вниз, у пихты же они прямостоячие и сидят на ветвях таким образом, что их основание находится внизу. Впрочем, следует иметь в виду, что форма кроны наших деревьев, особенно хвойных, может сильно меняться в зависимости от того, растут ли они в сомкнутом насаждении или на свободе. В насаждении быстро наступает естественное очищение стволов от сучьев, поэтому крона у таких деревьев бывает расположена лишь на самом верху, благодаря чему и весь силуэт дерева напоминает несколько зонтик или гвоздь. Особенно это хорошо заметно у сосны, которая является светолюбивой породой, а потому очень Рис. 123. Первый сиег (фото С. С. Турова). 219
чутко реагирует на угнетающее влияние деревьев, растущих по соседству. В густом насаждении сосна имеет тонкий, высокий и прямой ствол и небольшую зонтиковидную крону, расположенную на самой верхушке. Такая сосна дает строевой материал и высоко Рнс. 124. Силуэты деревьев: I — березы; 2 — лнпы; 3 — ивы (ориг. с натуры). ценится в лесном деле. Совсем иначе выглядит сосна, выросшая на свободе. Она невысока, зато ее крона представляет собой широкий шатер ветвей, начинающихся почти от самого основания дерева. У ели различие между деревьями, выросшими в насаждении и иа свободе, выражено не так резко; у наиболее же теневыносливой породы — пихты — оно почти незаметно. У различных лиственных деревьев оно проявляется по-разному, в зависимости от степени их теневыносливости. Однако, несмотря на все эти изменения, общий характер кроны дерева и способ ее ветвления большей частью сохраняются. Поэтому, поупражнявшись несколько в определении деревьев по силуэту, вы сумеете еще издали сказать не только какое дерево перед вами, но и как оно росло — в сомкнутом насаждении или на свободе. Последнее позволяет сразу же определить, находитесь ли вы на месте недавней порубки или на относительно старом безлесном месте. Несколько сложнее может показаться на первый взгляд определение по силуэту различных лиственных деревьев. Очень характерен силуэт березы с ее мелкими плакучими веточками, мощ- 220
ные очертания старых дубов, а также своеобразный силуэт старых ив-ветел с их толстым невысоким стволом и большим количеством тонких прямостоячих ветвей. Это ивовый силуэт является неотъемлемой принадлежностью зимнего ландшафта средней полосы Европейской части. СССР, особенно близ деревень, у прудов и речек. Нетрудно отличить силуэт старой липы с ее поникающими боковыми ветвями, а также очертания кроны ясеня с прямостоячими, похожими на свечи, толстыми побегами. Многие деревья легко можно узнать поЧ плодам и остаткам* соцветий, которые имеются на их ветвях. На ветвях ольхи зимой можно видеть многочисленные мужские сережки и прошлогодние женские «шишечки», у ясеия почти всю зиму сохраняются (многочисленные крылатые плоды, у клеиа же они хотя и опадают к началу зимы, но остаются характерные пучки тоненьких плодоножек, благодаря которым это дерево легко отличить от других, если разглядывать вблизи его крону. Такие же пучки плодоножек сохраняются и у рябины. Все эти дополнительные признаки, а также общая высота дерева и цвет его коры помогают распознавать их без более тщательного анализа. Определение деревьев и кустарников по почкам Наиболее надежный способ различать деревья зимой —■ это уменье определять их по почкам. Для этой цели существуют специальные определители, пользоваться которыми при некотором упражнении не составит большого труда; однако, наряду с этим, полезно попытаться и самим установить главнейшие признаки для различных древесных пород и на основании их составить небольшие справочные таблицы. Тот, кто это проделает хоть раз, уже будет разбираться в наших деревьях и кустарниках и легко научится распознавать их в безлистном состоянии. Прежде всего следует обратить внимание, как располагаются почки на побегах. У одних пород оии лежат друг против друга и называются супротивными, например у бузины, жимолости (рис. 125), клеиа, у других они образуют спираль (очередные). Эта спираль достигает большой сложности у ив, где она выражается дробь %, у черемухи и ольхи она равна %, чго означает, что над почками, расположенными друг над другом, спираль делает два оборота, и на этих двух оборотах находится пять почек. Наиболее простым случаем спирального расположения почек будет ^, т. е. двурядное, при котором третья почка находится непосредственно над первой, оно характерно для липы, вяза и часто орешника. Большей частью почки бывают сидячие, однако у ольхи. 221
дерена и некоторых других пород они располагаются на коротких ножках и могут быть названы стебельчатыми нлн черешча- тыми (см. рис. 125). У некоторых деревьев почки бывают прижаты к побегу, например у черемухи, тополя, у других же они Рис. 125. Ветки различных деревьев и кустарников в зимием состоянии: 1 ~- дуб; 2 — черемуха; 3—4 — гсрдовины; б — ольха серая; 6 — вяз (листовые почки); 7 -вяз (цветочные почки); 8— орешник; 9 — липа; 10 — жимолость; 11 — клен; 12 — ветка осииы с листовыми и цветочными почками ранней весной (по рисунку с натуры Л. Б. Суе- товой). стоят почти под прямым углом к побегу (жимолость). Форма почек бывает чрезвычайно различной, причем у одного и того же дерева в большинстве случаев наблюдается два рода почек: ростовые — более узкие и острые и цветочные — обычно более толстые и тупые. Эти два типа почек особенно хорошо заметны у бузины, вяза и осииы; у других деревьев (дуб, клен) они заметны менее резко; у липы же, которая цветет во второй половине лета и закладывает бутоны на молодых побегах, все почки по внешнему виду одинаковы. Почки обычно бывают прикрыты пленчатыми почечными чешуями, однако у таких растений, как крушина ломкая или обычная, в наших садах гордовина, имеются так называемые голые почки, сплошь состоящие из обыкновенных свернутых листочков. Почки всегда располагаются в пазухе листа, после же того, как лист опадает, остается характерный листовой рубец, который охватывает основание почки. Этот листовой рубец имеет различную форму, причем иа его поверхности удается рассмотреть концы оборванных сосудисто-волокнистых пучков, сое- 222
дннявших листья со стеблем, так называемые листовые следы. Эти следы имеют вид точек, причем количество их у различных пород бывает различно — у липы — 3, у рябины — 5, у дуба и ясеия большей частью много. При распознавании различных деревьев и кустарников зимой большое значение имеют еще следующие признаки: колючки (барбарис, боярышник), шипы (шиповник, крыжовник), волоски и железки на молодых побегах (орешник, пушистая береза) и бородавки (бородавчатая береза, бородавчатый бересклет). Мы ие будем перечислять других признаков, на которые следует обратить внимание, так как это займет много времени и едва ли необходимо. Заметим лишь, что иногда следует обратить внимание на запах почек и их вкус. По этим признакам, например, легко отличить неприятно пахнущие при растирании почки бузины, ароматные почки березы и черемухи, а также своеобразные пушистые почки рябины, имеющие вкус горького миндаля. Что можно прочесть па ветке дерева зимой Если мы рассмотрим внимательно ветку какого-нибудь дерева, мы сможем узнать много любопытного из ее жизни. Возьмем сперва ветку тополя (рис. 126). На ней отчетливо видно, что верхняя, более молодая, часть ветки отличается по своему цвету от нижней, более старой. На границе этих двух участков находится большое количество каких-то рубцов, образующих своеобразное кольцо. Что представляют собой эти рубцы? Они не похожи на листовые, так как в пазухе их ие видно почек, а кроме того, и форма их иная. Происхождение этих рубцов легче всего выяснить, наблюдая за распускающимися почками ранней весной; если же вам не хочется ждать до весны, то вы можете поставить ветку в бутылку с водой, и, таким образом, наблюдать развитие почек. Мы уже знаем, что из почки весной вырастают побеги: из верхушечной почки — главный побег, а из пазушных — боковые. При этом почечные чешуи, утратившие свое назначение, опадают, оставляя характерные рубцы. Эти рубцы образуют указанные кольца на побеге; а так как распускание почек и опадение чешуи происходит у наших деревьев за некоторыми исклю- Рис. 126. Ветка тополя (по рис. с натуры А. А. Шиголева). 223
чениями лишь один раз в год, то упомянутые кольца являются границей между участками побега различного возраста, и по 4 ним можно легко определить возраст ветки. На рис. 126 изображена ветка тополя, где кольцо С делит ее на две части: верхняя, более молодая, развилась из верхушечной почки весной 1937 г., а нижняя — в 1936 г., когда и образовалась почка иа месте рубцов С. У тополя, наряду с обычными удлиненными побегами, можно найти еще укороченные побеги, густо покрытые рубцами. У таких побегов междоузлия недоразвиваются и прирост их из года в год ничтожен; различить на таких побегах годичные кольца очень трудно; гораздо легче определить их возраст по главной оси, выяснив, в каком году могли образоваться соответствующие ответвления. Очень много любопытного можно прочесть зимой на яблоневой ветке. На рис. 127 представлена ветка яблони, возраст которой можно легко определить, пользуясь уже известным нам способом. Так как на ней имеются три годичных кольца, то соответственно она имеет трехлетний возраст, причем верхний отрезок от верхушечной почки А до кольца Б вырос в 1937 г., средняя часть—от кольца Б до В — в 1936 г., а нижняя часть — в 1935 г. Посмотрим теперь, каким образом развивались боковые побеги на нашей ветке. Здесь прежде всего бросается в глаза, что самая молодая верхняя часть ветки лишена боковых побегов. Имеются лишь боковые почки, из которых они разовьются на будущий год. Зато боковые побеги имеются на двухлетнем участке ветки, причем некоторые из этих побегов имеют довольно значительную длину, другие же очень короткие. Это удлиненные и укороченные побеги. Интересно заметить, что некоторые почки на двухлетней части побега ие развились. Это так называемые спящие почки, которые ведут своеобразный образ жизии. Закладываясь нормальным путем, оии евоевремеиио не развиваются, но тем не менее сохраняются иа деревьях до глубокой старости, когда их иногда при внимательном рассмотрении под лупой удается обнаружить на коре. Несмотря на то, что дерево Рис. 127. Ветка яблони, по которой можно прочесть ее историю, (по рисунку с натуры А. А. Шиголева). 224
t возрастом все время утолщается, они не остаются погребенны* ми в древесине, а, ежегодно подрастая на величину, соответствующую росту дерева в толщину, неизменно оказываются на его поверхности. Пробуждение спящих почек происходит лишь в исключительных случаях, например, когда около них накапливается большое количество питательных веществ, что бывает обычно после обрезки кроны или на пнях после рубки дерева. [Рассказанная здесь биология нераскрывшихся почек требует дальнейшей проверки. В. частности, необходимо выяснить — действительно ли нераскрывшиеся почки годичного побега превращаются в так называемые спящие почки или они в последующие годы довольно быстро отмирают. У наших широколиственных древесных пород, судя по предварительным наблюдениям, спящие почки возникают, как правило, из почек развивающихся в самом основании каждого годичного побега, т- е. из очень мелких пазушных почек почечных чешуи. В дальнейшем эти спящие почки не только растут, как указывалось выше, но и ветвятся подобно обычным побегам, оставаясь все время у самой поверхности коры. Но могут ли превращаться в спящие почки упомянутые автором нераскрывшиеся пазушные почки зеленых листьев побега — остается неясным. Не ясно так же, как долго сохраняются эти почки на ветвях и сучьях наших деревьев. Наблюдения в этом направлении были бы весьма интересны.] История яблоневой ветки Однако вернемся к нашей яблоневой веточке. На ее двухлетнем участке, наряду со спящей почкой, мы замечаем еще более крупную толстую почку, сидящую на укороченном побеге (см. рис. 127). Что разовьется из этой почки? Здесь нам прежде всего на одном из укороченных побегов бросается в глаза небольшое засохшее недоразвившееся яблочко. Однако являлось ли оно единственным? Быть может, нам удастся найти следы других нормально развившихся и опавших яблок. Действительно, на укороченных побегах мы видим своеобразные круглые рубцы, которые образовались после отделения плодоножек с яблоками. Интересно, что в некоторых случаях эти рубцы неодинаковы, что, повидимому, объясняется различной величиной и степенью зрелости опавших яблок. Изучая плодовые рубцы, нетрудно установить, таким образом, сколько яблок было иа ветке, сколько из них вызрело и сколько погибло, не созрев. 225
Посмотрим теперь, в каком году были эти яблоки. Мы знаем, что главная ось нижнего отрезка нашей ветки развилась в 1935 г; нижняя часть среднего укороченного побега развилась в 1936 г., а верхняя — в 1937 г. Весной 1937 г. из заложенной цветочной почки развились цветки, которые и дали начало сохранившемуся на ветке недоразвившемуся яблочку. В будущем году плодоносившие укороченные побеги уже не будут цвести. На это указывает нам наличие на них лишь мелких ростовых почек. Однако будет ли плодоносить вообще наша ветка в будущем году? Чтобы ответить на этот вопрос, мы должны внимательно осмотреть участок между Б и В и выяснить, нет ли на его укороченных побегах цветочных почек. Подобного рода почку мы уже раньше заметили, так как оиа отличалась от остальных своей формой и величиной. Это и есть цветочная почка; Однако, поскольку она одна, едва ли возможно ожидать в будущем году урожая. Изучая более тщательно нашу яблоневую веточку, можно установить еще ряд подробностей из ее жизни; но и приведенных здесь, я думаю, достаточно, чтобы убедиться в том, как много интересного можно прочесть на ветке зимой. Мак защищаются наши деревья от зимней стужи Останавливаясь на способах перезимовки травянистых растений, мы видели, что все они, так же как и мелкие кустарнички, зимуют под надежной защитой снежного покрова. Лишь так называемые фаиерофиты — деревья и более высокие кустарники, ветки и кроны которых высоко поднимаются над снежным покровом, — непосредственно испытывают на - себе действие зимних морозов, иссушающих холодных ветров и столь вредных для растений резких колебаний температуры. Тем ие менее наши деревья очень стойко переносят самые суровые зимы, а на севере и в континентальном климате Сибири без вреда выдерживают наиболее низкие температуры, которые вообще были отмечены на земном шаре. Это указывает иам иа то, что наши деревья и кустарники в пределах их естествеииой области распространения хорошо приспособлены к суровым климатическим условиям. О листопаде, как одном из важнейших приспособлений деревьев к условиям неблагоприятного времени года, мы уже гово- 226
Рис. 128. Лес зимой. Деревья гнутся под тяжестмр. ..снега (фотр, „артора} 227
рили; мы познакомились также на отдельных примерах со строением и жизнью почек в зимний период. Остается сказать несколько слов о том, как защищаются сами стволы н ветви деревьев от зимией стужи и какие приспособления они имеют для этой цели. Всем известно, что такую защитную функцию выполняет пробка или корка дерева, называемая в общежитии «корой»: она предохраняет живые части ствола и его отмершие проводящие сосуды от неблагоприятных условий. Каждый знает также, что молодые, однолетние побеги деревьев в период своего роста весной или в середине лета существенно отличаются от двухлетних, перезимовавших: молодые, однолетние побеги в эту пору бывают еще одеты тонкой и нежной кожицей и сохраняют зеленую окраску, в дальнейшем же они «одревесневают» и покрываются пробкой. Этот процесс подготовки побегов к зиме имеет очень существенное значение в жизни дерева, так как побеги, не успевшие до морозов закончить свой рост и сменить кожицу на пробку, обычно становятся жертвой первых заморозков. Что же представляет собой пробка? Это — особая покровная ткань, резко отличающаяся от эпидермиса или кожицы тем, что клетки ее очень быстро отмирают и в дальнейшем представляют полость, наполненную воздухом. Стенки этих клеток пропитываются особым веществом — суберином, которое непроницаемо для воды и для газов и делает всю пробковую ткань устойчивой против гниения. Водонепроницаемость и газоустойчивость пробки известны каждому, так как она является единственным пригодным веществом для закупоривания бутылок с минеральными водами и шипучими винами. Присутствие воздуха в клеточках пробки обусловливает ее слабую теплопроводность, которая так же незначительна, как и теплопроводность воздуха. Между тем живые покровные ткани растения, в частности клетки кожицы, передают тепло почти в 20 раз быстрее, так как они состоят иа 90 % из воды, обладающей значительной теплопроводностью. Каким же образом развивается пробка иа молодых побегах? Она образуется из особого деятельного слоя, так называемого пробкового камбия, который закладывается летом в виде узкой полоски клеток непосредственно под эпидермисом (рис. 129). Клетки кожицы при этом начинают делиться продольными перегородками, которые дают начало пробковому камбию. Энергично делясь, он откладывает большое количество слоев мелких таблитчатых клеток, которые, впрочем, не всегда бывают однородными. В пробке у многих деревьев наблюдается чередование толстостенных и тонкостенных элементов, причем тонкостенные кле- 228
точки слабо пропитаны суберином. В результате по этим слоям разрываются и отслаиваются отдельные участки пробки. Это хорошо заметно в верхних частях стволов сосны, где отслаива- Рис. 129. Развитие пробки в эпидермисе: а — первые поперечные деления в кожице; б — пробковый камбий образовал снаружи два слоя пробки Ск) (по Л. А. Иванову). ются и отпадают широкие тонкие пластинки, а также иа стволах берез, где тонкой пленкой завиваются участки так называемой «бересты». Заметим, кстати, что белый цвет пробки березы обусловлен тем, что в ее тонкостенных слоях появляется в большом количестве особое мелкозернистое вещество — бетулин, которое хорошо заметно на шелушащейся поверхности пробки в виде белого порошка. Ои высыпается из тонкостенных клеток пробки при их разрушении. Как происходит газообмен у деревьев зимой. Образование корки Пробка является газонепроницаемой; между тем и зимой в растениях происходит процесс дыхания, поэтому газообмен является для них необходимым. В пробке наших деревьев имеются специальные приспособления для вентиляции, своего рода форточки, которые иосят название чечевичек. Чечевички в виде бугорков прекрасно видны простым глазом иа молодых побегах бузины, черемухи, дуба и других пород; их можно видеть и на крупных стволах. 229
У березы они резко выступают на белой поверхности пробки как узкие поперечные темиоцветиые полоски до 15 см длиной; на стволах тополя и >J^L--^JkLJ^iM осины оии напоминают своей формой большие ромбы; их легко заметить также и в бутылочной пробке в виде темных каналов, заполненных рыхлой массой. Разрез чечевички под микроскопом обнаруживает в ней наличие рыхлой выполняющей ткаии с большим количеством межклеточников (рис. 130). Эти межклеточники имеются также и в слое пробкового камбия, расположенного под чечевичками. Благодаря этому и может осуществляться газообмен у стволов и побегов, Рис. 130. Сложная пробка березы: покрытых пробкой. Чечевички ; Узкие толстостенные клетки чередуются с к к широкими тонкостенными, заполненными закладываются НеПОСреДСТВвИНО зернами оетулина. тд устьицами (,pfJC 132), И когда тонкая кожица заменяется сплошным пробковым футляром, они выполняют их функции. Гладкий ствол с ежегодно нарастающим пробковым покровом сохраняется продолжительное время лишь у немногих деревьев, к числу которых относится береза, осина и пихта, а на юге бук. У большинства же других деревьев поверхностный слой пробкового камбия рано прекращает свою деятельность; однако под ним в глубине коры среди элементов луба замечают-1 Рис. 131. Разрез через молодую чечевичку бузины: к — кожица; пк — пробковый камбий (по Л. А. Иванову). 230
ся новые слои этого камбия, которые изолируют отдельные участки луба. Они также быстро прекращают свою деятельность и, отложив незначительные участки пробки, замирают, в то Рнс. 132. Кожица однолетнего пебега березы с устьицем (у) и закладывающейся под ией чечевичкой: а — чешуйки, выделяющие смолу; пр — пробка; эп — эпидермис (по Л. А. Иванову). время как где-нибудь под ними развиваются новые более глубокие прослойки пробкового камбия. Участки коры, изолированные такими слоями пробки, быстро утрачивают связь с остальными тканями, а потому отмирают и в дальнейшем сбрасываются тонкими пластинками. Так формируется так называемая корка, которая обхватывает стволы наших деревьев в некоторых случаях лишь при основании их, а в других — на значительном протяжении ствола. С возрастом дерева, по мере углубления пробковых слоев в лубяную ткань, отпадение участков «пробки» затрудняется. Происходит накопление значительных масс корки, которая в результате утолщения ствола покрывается причудливыми трещинами, придавая основаниям большинства наших деревьев их характерный -облик. Старая корка, подобно пробке, состоит исключительно из мертвых тканей и имеет защитное значение. Она богата воздухом, а потому отличается слабой теплопроводностью и, благодаря своей значительной толщине, еще в большей степени, чем пробка, смягчает резкие колебания температуры зимой, а летом предохраняет темные основания стволов от перегрева их солнечными лучами. Проф. Л. А. Иванов указывает, например, что у буков, лишенных корки и имеющих лишь одну пробку, нагрева- 231
ние солнцем вызывает ожоги на южной стороне стэола, так же как на молодых стволах ели, липы и клеиа, где корка еще не успела развиться. Толстые слои корки хорошо защищают наши деревья и от лесных пожаров. В этом отношении интересно заметить, что сосна, имеющая мощную корку, значительно меньше страдает от огня, чем ель, у которой защитный покров тоньше. Образование пробки и корки на стволах наших деревьев имеет, таким образом, большое биологическое значение. Эти покровы словно панцырем предохраняют живые ткани луба и проводящие сосуды древесины от зимних холодов и опасных колебаний температуры. Зимний период покоя и выгонка Поздно осенью или в самом начале зимы нередко стоит ясная и теплая погода, создающая полное впечатление весны. Так и кажется, что пройдет еще несколько таких же «весенних» дней и начнут распускаться почки на деревьях, растрескаются и запылят цветочные сережки у орешника и ольхи. Однако наши деревья и кустарники обычно никак не реагируют на эти кратковременные улыбки обманчивой ноябрьской погоды и продолжают нахо- Рис. 133. Поперечный разрез через корку дуба: пр — пробковые слои; лб — участки луба. (по Л. А. Иванову). 232
диться в глубоком периоде покоя. Этот покой, заканчивающийся у большинства наших древесных пород во второй половине зимы, несомненно, имеет большое значение в жизни растений. Ои не дает им начать преждевременное развитие и тем предохраняет зимующие почки от воздействия неблагоприятных условий. Мы уже знаем, что пробудившиеся и тронувшиеся в рост почки, по сравнению с покоящимися, оказываются несравненно менее стойкими к зимним холодам и резким колебаниям темпера* туры. Если осенью срезать ветки какого-нибудь дерева и поставить их в воду в теплой комнате, они распустятся лишь спустя значительный отрезок времени, так как период покоя у% них еще не закончился. Ветки, срезанные два месяца спустя, потребуют для своего развития гораздо меньше времени, ветки же, взятые в конце зимы или в начале весны, распускаются в течение нескольких дней. Это общеизвестный факт указывает нам на то, что зимой в наших деревьях и кустарниках, находящихся в периоде покоя, происходят какие-то незаметные для глаз изменения, в результате которых они приобретают вновь способность к развитию при условии перенесения их в благоприятные условия. В природе развитие наших деревьев, за исключением лишь ранних ив, откладывается до весны, так как во второй половине зимы они не находят благоприятных условий для своего развития, несмотря на то, что к этому времени период покоя у них заканчивается. Какие же изменения происходят в покоящихся ветвях наших деревьев зимой и в чем сущность периода покоя? Вопрос этот чрезвычайно сложный, и на него мы можем ответить лишь предположительно. Исследования и опыты показали, что к зиме в ветвях наших деревьев и кустарников происходит превращение запасных веществ. К концу периода вегетации ткани ветвей очень богаты крахмалом, который с приближением зимы начинает заменяться маслом и сахарами. В декабре и январе это превращение запасных веществ идет особенно далеко, и в это время крахмал находится в минимуме, после чего количество его снова возрастает и к весне дает второй максимум. При распускании листьев этот крахмал переходит в сахар, передвигается по стволу и служит источником энергии и основным материалом при распускании и росте молодых листьев. Соответствующие исследования показали, что между степенью превращения запасных веществ и продолжительностью и глубиной зимнего периода покоя существует глубокая связь. Растения, у которых крахмал полиостью превращается к зиме в сахар или масло, имеют наи- 233
более ярко выраженный период глубокого покоя и вместе с тем являются наиболее холодоустойчивыми. Мы уже имели случай указывать, что поранения, укол или разрезание покоящихся зимующих почек водокраса вызывает их преждевременное развитие в начале зимы. Известно также большое количество других методов пробуждения покоящихся растений, при помощи которых удается заставлять ветки наших деревьев распускаться в самое глухое время года, например в начале зимы, в значительно более короткие сроки. Очень прост и любопытен метод теплых ванн. Для этой цели подогревают воду до 30—35° и погружают в нее на 6—12 часов (большей частью на 9) ветки дерева или другие части растения (например, корневища), намеченные к выгонке. В подавляющем большинстве случаев принявшие ванны растения начинают свое развитие уже через несколько дней, тогда как контрольные в течение еще долгого времени продолжают свой период покоя. Интересно при этом отметить, что ветки, получившие лишь местную частичную ванну, в дальнейшем развиваются отлично от остальной части, не подвергавшейся купанию: в то время Как на одной стороне ветки орешника пылят мужские сережки, другая еще не начинала свое развитие. В настоящее время теплые ванны применяются уже в промышленных масштабах для ранней выгонки сирени, ланды- Рис. 134. Сосна, выросшая вне полога леса (фото С. С. Турова). 234
шей и некоторых других декоративных растений. Но существует и другой ряд способов произвольного сокращения и нарушения зимнего периода покоя. В первую очередь следует упомянуть о воздействии непрерывного электроосвещения, окуривания дымом, эфиризации, воздействии гальваническим током, эманацией радия, солями тяжелых металлов, крепкими кислотами и пр. Большой интерес представляет выгонка различных декоративных растений при помощи охлаждения и промораживания. Этот метод, уже давно применяемый на практике садоводами, замечателен в том отношении, что здесь используется естественный фактор, имеющий место в природе. Мы не можем останавливаться здесь иа некоторых принципиальных вопросах, связанных с наступлением периода покоя у растений. Во всяком случае для нас несомненно, что у зеленых обитателей наших умеренных широт он является важным приспособлением к периодичности нашего климата. Его нельзя объяснить лишь одними внешними факторами: он тесно связан с жизнедеятельностью самого растения, а также исторически обусловлен его ритмом развития, закрепившись в процессе естественного отбора. Дальнейшее более глубокое изучение зимнего периода покоя у растений сулит много интересного. Оно позволит ие только окончательно разгадать его природу, но даст, несомненно, новые и эффективные методы выгонки. Научившись заставлять растения преждевременно пробуждаться от зимнего сна, мы получим, таким образом, огромное количество новых декоративных форм и сможем глубокой зимой любоваться в наших классах, цехах и комнатах сочной зеленью и яркими красками весны и лета.
ОГЛАВЛЕНИЕ Стр. Предисловие к первому изданию 3 От редакции . 4 Введение ; . . ; 5 ВЕСНА Глава первая. Весеннее движение сока у деревьев 9 Что считать началом весны 9 У каких деревьев можно наблюдать движение сока 11 Состав весеннего сока 12 Как происходит подъем весеннего сока в ство\е дерева .... 13 Глава вторая. Развитие весенних растений под снегом .... 18 Как тает снег в лесу 18 Что можно наблюдать в лесу под снегом 20 Почему в лиственном лесу зимой не промерзает почва .... 23 Как растут растения под снегом 23 Возможна ли под снегом ассимиляция 28 Какие растения способны к подснежному развитию 30 Что мешает подснежникам расти осенью 35 О чем говорят жизненные особенности наших подснежников . . 38 Глава третья. Из жизни наших лиственных деревьев и кустарников весной : ; . : : 42 Первое цветущее ^дерево 42 Цветение и опыленне у ольхн . 46 Первый цветущий кустарник 47 Когда закладываются почкн у лещины 51 Что представляют собой почечные чешун 52 Наши ивы ранней весной 55 Когда пробуждаются от зимнего сна цветочные почки ивы ... 57 Особенности созревания и прорастания ивовых семян 60 Особенности прорастания семян главнейших широколиственных деревьев 62 Глава четвертая. В широколиственном лесу весной 66 Цветение растений в широколиственном лесу 67 Чем замечательна наша обычная медуинца 70 236
Стр. Особенности цветения некоторых других обитателей широколиственного леса . . . . 73 Цветки, которые никогда не раскрываются 77 Растение подземник 78 J лава пятая. В хвойном лесу весной . 80 Почему в хвойном лесу мало весенних растений 81 Наши хвойные леса весной 83 Когда растрескиваются сосновые шншки 87 Лиственница и особенности ее развития 91 Из жизни наших лесных папоротников 94 Как и когда происходит размножение у папоротников 97 Белая ветреница в еловых лесах и ее происхождение 100 Чем замечательны вечнозеленые- обитатели хвойного леса .... ЮЗ С чем связан вечнозеленый характер растительности наших хвойных лесов : . : : 106 ОСЕНЬ Глава шестая. Листопад 111 Причина листопада 111 Какие выгоды дает растению сбрасывание листвы на зиму . . . 114 Что содержится в опавших листьях 119 Отчего осенью листья желтеют 120 Что обусловливает багряный цвет деревьев во время листопада . 122 Особенности листопада у некоторых деревьев и кустарников . . 124 Глава седьмая. Перезимовка травянистых растений 126 Подземная жизнь ландыша • 126 Чем замечательны корневища «соломоновой печати» 129 Как побеги некоторых растений временно переходят к подземному образу жизни 132 Другие способы перезимовки травянистых растений 135 У каких растений можно наблюдать у нас арктический способ перезимовки . . . 138 Перезимовка однолетних растений 140 Соотношение типов растений по способу перезимовки в различных областях земного шара 144 Глава восьмая. Некеторые вопросы долговечности растений . . 147 Вегетативное размножение и продолжительность жизни растений . 147 Продолжительность жизни наших деревьев и кустарников ... 152 Наименее долговечные растения .... 155 Цветение, плодоношение и долговечность растений .158 Каким образом можно продлить жизнь растений 162 237
V Стр.. Глава девятая. Перезимовка водных растений 165 Как зимуют кувшинки, кубышки и другие растения, укореняющиеся на дие водоемов . •.....,... 166 Перезимовка стрелолиста и рдестов 171 Как зимуют ряски '. , 173 Перезимовка некоторых других свободно плавающих растений . . 175 Водяные орехи 178 Глава десятая. Осеннее цветение растений 181 Второе цветение : 181 Осенние растения *. . 183 Чем замечательны растения на жнивье и отаве 187 Цветы под снегом 190 Глава одиннадцатая. Распространение плодов и семян ... 193 Как распространяются плоды и семена представителей различных ярусов леса : : : 194 Распространение плодов и семян при помощи ветра 197 Распространение семян с помощью птиц 200 Липкие и цепкие плоды 203 Муравьи — распространители плодов и семян 206 Растения-артиллеристы 210 Ползающие и самозарывающиеся плоды 212 Чем замечательны плоды и семена некоторых сорняков . . . . 215 Глава Двенадцатая. Деревья и кустарники зимой 218 Как узнать дерево по силуэту 218 Определение деревьев и кустарников по почкам 221 Что можно прочесть иа ветке дерева зимой 223 История яблоневой ветки 225 Как защищаются наши деревья от зимней стужи 226 Как происходит газообмен у деревьев зимой. Образование коркн 229 Зимний период покоя и выгоика 232 Ведущий редактор — Г. Н. Эндельман. Рисунок на обложке, заставки и концовки худ. Е. А. Берлин. Л42423. Сдано в набор 10/IV 1950 г. Подписано к печати 11/VII 1950 г. Объем 7,5 печ. л. Уч.-изд. л.— 15,0. В 1 печ. л. 80 000 зи. Бума- га 84Х1Ю'/з2. Тираж 30 000 экз. Заказ № 612. Издат. №11.Цена8руб Фабрика детской книги Детгиза. Москва, Сущевский вал, 49.
НА СКЛАДЕ МОСКОВСКОГО О-ВА ИСПЫТАТЬ ЛЕЙ ! ПРИРОДЫ ИМЕЮТСЯ В ПРОДАЖЕ СЛЕДУЮЩИЕ ИЗДАНИЯ: ИСТОРИЧЕСКАЯ СЕРИЯ Варсанофьева, В. А. — Алексей Петрович Павлов (2-е изд., исправленное и дополненное). 392 стр. Цена 22 руб. Бушинский, В. П. и Александров, Б. А. — Василий Робертович Вильяме. 176 стр., илл. Цена 8 руб. Зелинский, Н. Д., акад., при участии М. М. Азарина. — Великий русский химик А. М. Бутлеров. 242 стр. Цена 10 руб. Кабанов, Н. Е. — В. К. Арсеньев — путешественник и натуралист. 96 стр. Цена 6 руб. Павлов, Н. В. — Г. С. Карелии и его друг — И. П. Кирилов. 48 стр. ; Цена 2 р. 50 к. > Петров, В. С. — Выдающийся русский биолог К. Ф. Рулье. 82 стр. Цена 3 р. 50 к. Т ранковский, Д. А. — Академик Сергей Гаврилович Навашин. 36 стр. Цена 4 руб. ЗООЛОГИЧЕСКАЯ СЕРИЯ Капланов, Л. Г. (с предисл. и биограф, очерком автора, сост. проф. А. Н. Формозовым.)—Тигр, изюбрь, лось. 128 стр. Цеиа 12 руб. Кузнецов, Б. А. — Млекопитающие Казахстана. 228 стр. Цеиа 13 руб. Кузнецов, Б. А. — Звери Киргизии. 212 стр. Цена 13 руб. Кузнецов, Б. А. — Очерк зоогеографического районирования СССР. 180 стр. Цена 8 руб. Материалы по грызунам. — Фауна и экология грызунов. Сборник статей. Вып. 2. 228 стр. Цеиа 14 руб.; Материалы по грызунам. — Фауна и экология грызунов. Сборник статей. Вып. 3. 264 стр. Цеиа 14 руб. Материалы по ихтиофауне и режиму вод Аральского бассейна.— 174 стр. Цена 10 руб. Мельниченко, А. Н. — Полезащитные лесные полосы степного Заволжья и воздействие их на размножение животных, полезных и вредных для сельского хозяйства. 360 стр. Цеиа 15 руб. (в пер.). Никольский, Г. В. и др. — Рыбы бассейна Верхней Печоры. 224 стр. Цена 18 руб. Очерки природы Подмосковья и Московской области — 270 стр. Цена 17 руб. Труды Амурской ихтиологической экспедиции 1948—1949 гг., т. 1, 392 стр. Цеиа 22 руб. (в пер. 24 руб.) Цалкин, В. И. — Сибирский горный козел. 120 стр., илл. Цеиа 6 руб.
I БОТАНИЧЕСКАЯ СЕРИЯ i Алехин, В. В. — Растительность и геоботанические районы Московской и сопредельных областей. 76 стр. Цеиа 6 руб. Дылис, Н. В. — Сибирская лиственница. 140 стр. Цена 10 руб. Кац, Н. Я. н Кац, С. В. — Определитель плодов и семян в торфах и илах. 92 стр. 46 табл. и рис. Цена 12 руб. Павлов, Н. В. — Растительные ресурсы Южного Казахстана. 204 стр. Цена 14 руб. Попов, М. Г. — Очерк растительности и флоры Карпат. 304 стр. Цена 16 руб. Тихомиров, Б. А- — Кедровый стланик, его биология и использование. 108 стр. Цеиа 8 руб. НАУЧНО-ПОПУЛЯРНАЯ СЕРИЯ «СРЕДИ ПРИРОДЫ» Алпатов В. В Породы медоносной пчелы. 184 стр. Цена 5 руб. Беме, А. Б. — По Кавказу (природа и охота). 208 стр., илл. Цена 8 руб. Бутурлин, С. А. — Что и как наблюдать в жизни птиц. 122 стр. Цена 5 руб. / авеман, А. В. — В страну вулканов (Путевые заметки географа). 128 стр., илл. Цена 5 руб. Гладков, Н. А. — Полеты в природе. 112 стр. Цена 4 руб. Никольский, Г. В. — Амур и его рыбы. 96 стр. Цена 3 руб. Огнев, С. И. — Жизнь леса. 120 стр., 16 цв- илл. Цена ( в пер.) 8 руб. Ралль, Ю. М. — В мире песков. 108 стр. Цена 4 руб. Руденко, А. И. — Фазы развития главнейших сельскохозяйственных растений. 152 стр., илл. Цена (с приложением альбома цветных таблиц) 16 руб. Спангенберг, Е. П. — Записки натуралиста, книга 1. 240 стр., илл. Цена 10 руб. Сюзев, П. В. — Гербарий. Руководство к собиранию и засушиванию растений для гербария. 86 стр., илл. Цена 3 руб. 50 к. Туров, С. С- — Изготовление чучел зверей н птнц. 152 стр., илл. Цеца 7 руб. Туров, С. С. — Перелеты птиц. 132 стр. Цена 4 руб. Формозов, А. Н., Осмоловская, В. И. и Благосклонов, К. Н. — Птицы и вредители леса. 184 стр., илл. Цена 9 руб. Холодный, Н. Г. — Среди природы и в лаборатории. 176 стр. Цена 8 руб. СПРАВОЧНО-БИБАИОГРАФИЧЕСКАЯ СЕРИЯ Календарь русской природы. — Естественно-исторический справочник. Ки. 1-я. 376 стр. Цеиа 17 руб. Русские ботаники. — Биографо-библиографический словарь: т. I (А —Б), 336 стр., цена (в пер.) 50 руб.; т. II (Б — Г) 336 стр.. цена (в пер.) 40 руб.! т. III (Г—И), 488 стр., цена (в пер.) 35 руб. Заявки и заказы направлять по адресу: Москва 9, Моховая, 9, Московскому о-ву испытателей природы.