ТКАНИ РАСТЕНИЯ

Представим, что нам дано необычное задание: «построить» живое растение. Не в жизни, конечно, — природа это сделает и без нас — а на бумаге. Точно так же, как архитектор линию за линией вычерчивает схему дома или завода, и мы попробуем создать чертёж растения. В доме или на фабрике должны быть все необходимые для жизни приспособления: окна для поступления воздуха, трубы для воды и т. д. Никому не нужен дом, в котором нет ни окон, ни дверей, трубы которого не проводят воду. Мы тоже должны позаботиться о том, чтобы построенное по нашей схеме рас­тение могло питаться и расти, а не осталось чистой выдумкой, невозможной в природе.

Здания, как известно, строятся из различных материалов — кирпичей, досок, железной арма­туры. Всё живое строится из единых «кирпичи­ков» — клеток. Клетки эти могут быть совершен­но различными даже в одном растении. Сравни­те, например, срез ствола дерева и его зелёный лист! Однородные группы клеток, выполняющие сходную роль, называются тканью. Как дом состоит из множества материалов, так и растение состоит из множества тканей (о тканях живот­ных рассказано в статье «Ткани»).

ТИПЫ ПЛОДОВ

Часто приходится слышать, например, такое выражение, как «стручки гороха». Никто не скажет «бобы гороха»: для обыденного слуха это звучит смешно. А ботанику, наоборот, режет ухо первое выражение. Ведь у гороха плоды — бобы, а не стручки. И боб, и стручок состоят из двух створок, но у стручка семена сидят на особой

перегородке между створками. Стручки — у ка­пусты, пастушьей сумки, сурепки, других кре­стоцветных.

Плоды винограда, смородины, клюквы мы совершенно верно зовём ягодами. Но никому не придёт в голову назвать ягодой плод помидора. Между тем это тоже ягода. Зато мы ошибочно (с точки зрения ботаники) называем ягодами пло­ды вишни, черешни, финика. Правильное на­звание таких плодов — костянки (как и плодов сливы, абрикоса, персика).

Как называется, скажем, плод огурца? Ока­зывается, тыквиной, так же как и плоды дыни, арбуза, тыквы. Плоды цитрусовых (лимона, апельсина, мандарина) носят необычное назва­ние гесперидиумов (вспомним сад нимф Гесперид из древнегреческой мифологии, где росли «золотые яблоки»). «Семечко» подсолнечника по-научному называется семянкой, «зёрнышко» пшеницы или ржи — зерновкой, летучий плод вяза или берёзы — крылаткой (крылатым оре­хом).

СЕМЯ И ПЛОД

Возникновение семени — большой шаг вперёд в эволюции растений. В семени (в отличие от спор) для зародыша имеется запас питательных веществ, помогающих ему развиваться.

В неблагоприятных условиях семя, не прора­стая, может довольно долго сохранять тлеющий огонёк жизни. Семена злаков, например, остают­ся живыми в течение десяти и даже восемнад­цати лет. Известен случай прорастания семян лотоса, пролежавших в глубине торфяников Маньчжурии около двухсот лет. Семена арктиче­ского люпина проросли, пробыв в вечной мерз­лоте на севере Канады свыше 8 тыс. лет. Порой семена в принципе не могут прорасти тотчас после созревания, а только через несколько лет. Есть, правда, и противоположные примеры: се­мена кислицы прорастают или сразу после созре­вания, или не прорастают вообще.

Семя и плод — это как бы органы движения растения, навечно прикреплённого к почве. Ко­нечно, они не могут передвигаться сами и ищут «попутные средства». Самое простое средство распространения — ветер. Часто у семян и пло­дов можно видеть разнообразные летательные приспособления. Даже семена сосны, далеко не совершенные в этом смысле, планируя вниз с высоты дерева, могут залететь за 4 километра от него. Что уж говорить о «парашютиках» оду­ванчика или кипрея. Семена и плоды, разноси­мые ветром, первыми попадают на места выру­бок или лесных пожарищ. Поэтому в качестве первых «поселенцев» там обычно можно видеть, например, кипрей или берёзу.

СОЦВЕТИЯ

Цветки могут быть одиночными (например, у мака или тюльпана), но чаще растение собирает их в соцветия. Каждый тип соцветия имеет своё особое ботаническое название: кисть (напри­мер, у ландыша), початок (кукуруза), корзинка (одуванчик, ромашка), головка (клевер), серёж­ка (берёза, орешник), метёлка (овёс, сирень). Зонтик, например, встречается простой (вишня, лук) и сложный, составленный из нескольких простых (морковь, укроп). Ещё один тип со­цветия — колос — может быть также простым (подорожник) и сложным (пшеница, ячмень).

Есть и типы соцветий с довольно экзотиче­скими названиями: извилина, завиток и т. д. Но они встречаются довольно редко.

ЧТО ПРОИСХОДИТ ПОСЛЕ ОПЫЛЕНИЯ?

Что же происходит после того, как пыльца попадает на рыльце пестика? Как нетрудно догадаться, должно произойти оплодотворение. Но мужские половые клетки цветковых рас­тений (спермин) в отличие от сперматозоидов животных и большинства других растений не имеют жгутиков и сами добраться до яйцеклетки не могут. Их доставляет по назначению специ­альный «лифт» — пыльцевая трубка.

Попав на рыльце пестика, пыльца быстро прорастает: выпускает эту трубку, которая рас­тёт внутрь пестика. По ней вниз, похожие на неповоротливых амёб, двигаются два спермия. Один из спермиев и поджидающая его яйцеклет­ка сольются, дав начало зародышу. Ничего при­мечательного в этом ещё нет. А вот у второго спермия — необычная судьба. Ни у каких орга­низмов, кроме цветковых растений, ничего по­добного не происходит.

Второй спермий сливается с «соседкой» яйце­клетки, которую называют центральной клет­кой. Это странный «брак». Получается клетка не с двойным, как обычно, и не с одинарным, как у половых клеток, а с тройным набором хромосом. Из неё разовьётся питательная ткань семени — эндосперм (в переводе с греческого — «внутрисеменник»).

Зачем природе нужны такие сложности? Дело в том, что растение тратит много сил и питатель­ных веществ на развитие эндосперма, и если оплодотворения не произошло, эти силы были бы потрачены напрасно. А когда оплодотворение произошло, второй спермий служит как бы «гон­цом», дающим команду начать развитие пита­тельной ткани.

Этот процесс получил название двойного оп­лодотворения и был открыт ботаником Сергеем Навашиным в 1898 г.

СПОСОБЫ ОПЫЛЕНИЯ

Самый простой и надёжный способ опыления — самоопыление, когда пыльца с тычинок опы­ляет пестик того же цветка. Но недостаток само­опыления в том, что семян при этом получается мало и «потомство» из них, как правило, выра­стает хилое. Хотя у большинства растений цветки имеют и пестики, и тычинки, к постоян­ному самоопылению способны немногие.

Порой самоопыление происходит внутри за­крытых бутонов, которые даже не распускаются. Так, например, образуются осенние плоды кис­лицы, хотя весной это растение цветёт и даёт плоды в результате опыления насекомыми.

Следующий, более сложный способ опыления — опыление ветром, когда пыльцу с цветка на цветок переносят случайные воздушные потоки. Ветром опыляются злаки и многие деревья: ель, сосна, берёза, тополь, осина, дуб, ольха и другие. Когда они обильно цветут (о хвойных правиль­нее сказать — «пылят»), в воздухе становится так много пыльцы, что она вызывает заболе­вания сенной лихорадкой у предрасположенных к это­му людей. Скопления пыль­цы, прибитой к земле дож­дём, образуют желтоватую плёнку на поверхности до­ждевых лужиц.

ЦВЕТОК

Цветки — органы размножения растений. Одно из первых опреде­лений цветка принадлежит немецкому мыслителю Иоганну Вольф­гангу Гёте, который был не только великим поэтом, но и замечательным натуралистом. Гёте пришёл к выводу, что части цветка — чашелистики, лепестки, тычинки и пестик — представляют собой не что иное, как видоизменённые листья.

Чашелистики ещё сохраняют зелёный цвет, немногим отличаясь от обычных листьев. Венчик, состоящий из лепестков, окружает тычинки (мужскую часть цветка) и пестик (женскую часть цветка). Если цветок лишён пестиков или тычинок, он называется соответственно мужским или женским. Человек порой выводит породы махровых цветов, у которых тычинки и пестики неотличимы от лепестков. Семян махровые цветы давать не могут.

Для образования семени прежде всего необходимо, чтобы созреваю­щая на тычинках пыльца попала на верхнюю часть (рыльце) пестика, т. е. произошло опыление. Растения идут на самые разнообразные «улов­ки» с единственной целью — осуществить опыление (об этом рассказано ниже).

ВЕТВЛЕНИЕ

Каждое растение стремится увеличить площадь своего соприкосно­вения со средой, будь то вода, воздух или почва. Для этого оно ветвится. Ботаники выделяют три основных типа ветвления.

Самое простое — вильчатое, или дихотомическое, ветвление (от греческого «диха» — врозь). Ветвь разделяется надвое, каждая из следующих ветвей — ещё раз надвое и т. д. Так ветвятся водоросли, лишайники, мхи, плауны.

Более сложно моноподиальное ветвление. При этом растёт верхушка растения. У деревьев вырастает высокий прямой ствол. Такие стволы годятся, например, для мачт парусных кораблей. Этот тип ветвления присущ большинству хвойных. Но он имеет свои недостатки. Если верхушка дерева будет повреждена или упрётся в процессе роста в ветвь другого дерева, весь рост дерева может почти остановиться.

Вот как пишет об этом способе ветвления биолог В. Петров: «Оказы­вается, у хвойных деревьев среди всех почек есть одна особенная, самая главная. Она находится на самой вершине ствола, выше всех остальных. Если у молодой ёлочки её повредить или отрезать — дерево будет искалечено на всю жизнь. «Обезглавленное» деревце уже не вырастет высоким и стройным.

СТЕБЕЛЬ

Стебель — это каркас растения, к которому прикреплены различные «лаборатории», обе­спечивающие жизнь и размножение растения (например, лист, цветок, плод). Кроме того, сте­бель — это своеобразный трубопровод, связывающий все органы растения между собой. О том, как работает этот «трубопровод», рассказано в статье «Ткани растения».

Кроме того, стебель может брать на себя роль «кладовой», наполненной «на чёрный день» самым ценным для растения, без чего невозможна жизнь, — влагой. Это мы видим, в частности, у кактусов.

Стебель с листьями (побег) может превращаться в луковицу, корневище, клубень. В них растение прячет под землёй от животных запасённые питательные вещества. С помощью подземных побегов растение может размножаться, как всем известный картофель. А злостный сорняк — пырей ползучий — потому трудно искоренить на полях и огородах, что из кусочков его корневища, разрезанного плугами и лопатами, вырастают новые растения.

Интересны стебли лиан. Они длинные, но слабые, и обвиваются вокруг любой твёрдой опоры — обычно вокруг стволов деревьев. Одна из лиан средней полосы — хмель. А тропические леса — настоящее царство лиан.

КОРЕНЬ

Между корнями и листьями существует «разделение труда». Листья обеспечивают всё растение органическими веществами, а корни снабжают его водой и минеральными солями. Корень закрепляет рас­тение в почве, помогает ему противостоять ветрам и бурям. В поисках воды и минеральных солей он проникает в толщу земли, порой на

большую глубину. Например, корень верблюжьей колючки, растущей в пустынях Средней Азии, уходит на глубину до 15 м, достигая грунтовых вод. А ре­корд проникновения в глубь земли при­надлежит корням инжира (120 м) и вяза (110 м).

Слова о том, что корень ищет в почве необходимые вещества, — не преувели­чение. Посадите в бедную почву по кругу диаметром до метра какие-нибудь семе­на. В центр положите комок навоза. Ког­да растения хорошо разовьются, раско­пайте землю возле круга. Вы увидите, что все растения протянули свои корни к лежащему в центре комку и густо оплели его ими.

Растёт корень чаще всего прямо вниз.

ОРГАНЫ ВЫСШИХ РАСТЕНИЙ

ЛИСТ

Лист — это та «волшебная фабрика», где под действием солнечных лучей происходит пре­вращение, которому могли бы позавидовать сред­невековые алхимики. Из неорганических веществ (воды, углекислого газа) растение создаёт веще­ства органические. Помимо этого лист дышит, испаряет воду.

Каждый лист можно сравнить с чутким при­бором. Он прекрасно чувствует небольшие изме­нения освещённости. Пока солнце движется по небосклону, черешки листьев непрерывно «рабо­тают», поворачивая каждый лист так, чтобы на него падало как можно больше света. Если ком­натное растение развернуть от света, то на сле­дующий день можно будет увидеть, что все его листья дружно «повернулись обратно». Впрочем, иногда лист начинает избегать чрезмерного освещения. У эвка­липтов, например, в разгар днев­ной жары листья поворачивают­ся «ребром» к свету.

Листья «стараются» не зате­нять друг друга. Это хорошо можно видеть у плюща, который при небольшом количестве ли­стьев может покрывать стену сплошным «зелёным ковром». Такое располо­жение листьев называется листовой мозаикой.

СЛИЗЕВИКИ (МИКСОМИЦЕТЫ)

Учёные до сих пор спорят, к какому царству природы отнести эти удивительные организ­мы: к животным или грибам. Им досталось не слишком благозвучное имя: по-русски — сли­зевики, перевод английского названия — «сли­зистые плесени», а научное название — миксомицеты.

Многие наши читатели, хотя и слышат впер­вые эти названия, в жизни уже сталкивались с нашими «героями». В летние месяцы на гнилых пнях часто можно увидеть кучки шариков, каж­дый около сантиметра длиной: сначала розовых, коралловых, а затем малиновых и коричневых. В народе эти кучки шариков называют «волчье вымя». Если надавить на розовый шарик, из него потечёт такое же розовое «молочко», а из потемневшего, созревшего шарика, как из до­ждевика, вылетит облачко спор. Мы повстре­чались со слизевиком ликогалой. Однако то, что мы увидели, очень похоже на обычные грибы (те же дождевики). Что же в слизевиках есть от животных?

Начать придётся немного издалека. Взяв щепот­ку трухлявой древесины с любого старого пня или гниющего дерева, мы обнаружим в ней огромное количество простейших. Здесь кипит неустанная борьба не на жизнь, а на смерть: каждое микроско­пическое создание стремится поглотить как можно больше «ближних» и не попасться само. Одни из них напоминают амёб, другие проворно плавают с помощью жгутиков. Если мы присмотримся к одно­му из типов таких жгутиковых одноклеточных, то вскоре обнаружим у них интересное свойство: если воды в древесине становится меньше, они теряют жгутики и превращаются в «амёб».