Самозащита и приспособляемость растений к
условиям внешней среды (часть 1)
С зарождением жизни на Земле на протяжении
нескольких тысячелетий отдельные виды растений в борьбе за
существование претерпели большие изменения. Всем известны, например,
обитатели лесов, полей и болот - хвощи. Когда-то их предки -
родоначальники наших лесов - каламиты, произраставшие в тропическом
климате, были деревьями 20-30-метровой высоты с пальмовидными кронами.
С изменением климата и резким похолоданием они все же выжили, но в виде
карликов. Такие же превращения произошли с папоротниками и плаунами,
сейчас их осталось всего несколько видов. Их предки произрастали на
Земле в каменно-угольный период.
Приспособляемость растений к условиям внешней среды является длительным
процессом, обусловившим в результате их эволюции в первую очередь
многообразие биологических (растительных) форм и растительных
сообществ. Так, например, в зависимости от условий местообитания и
потребности в воде высшие растения подразделяются на следующие
категории: гидрофиты (водные растения), гигрофиты (обитающие в
избыточно увлажненной среде), мезофиты (обитающие в достаточно
увлажненных местах), ксерофиты (растения сухих местообитаний).
Каждой категории присуща своя форма растения. Если для гидрофитов
характерно строение листьев без приспособлений для защиты от испарения,
с хорошо развитой аэренхимой и слабо развитыми механическими тканями,
то ксерофиты, растущие в условиях постоянного или сезонного дефицита
влаги, приспособлены к перенесению засух.
Многие ксерофиты обладают хорошо развитой, глубоко проникающей в почву
корневой системой, при помощи которой способны поглощать воду из
глубоких слоев (у люцерны,
например, корни проникают на глубину до
10-15 м). Другая часть ксерофитов имеет, наоборот, поверхностную, но
сильно разветвленную корневую систему, способную поглощать воду из
верхних слоев почвы. К этой группе ксерофитов относятся растения с
очень коротким вегетационным периодом. Они легко поглощают влагу из
верхних слоев почвы во время выпадения осадков весной или осенью. До
наступления засухи они успевают образовать плоды и семена. Многие
ксерофиты для уменьшения испарения воды покрыты опушением, имеют узкие
кожистые листья с сильным восковым налетом. Своеобразно и анатомическое
строение ксерофитов. Они имеют более мелкие, но плотно расположенные
клетки, в результате чего у них слабо развиты межклетники. Обычно у них
сильно развиты механические ткани, благодаря чему стебли травянистых
ксерофитов (например, полыни) кажутся сухими, деревянистыми. Устьиц на
единице площади образуется большое количество, но они отличаются
меньшими размерами и способностью быстро закрываться при недостатке
воды. В обычных условиях наличие большого количества устьиц
способствует повышенной транспирации, а у этих растений - снижению
перегрева растения. Из-за необходимости перерабатывать большое
количество воды ксерофиты имеют хорошо развитую систему, проводящую
воду в корнях, стеблях и листьях. Листья их пронизаны густой сетью
жилок.
Имеются растения (оксилофиты), приспособленные расти на почвах с
избыточной кислотностью - щавель кислый
и малый, хвощ полевой и
болотный, луговик дернистый и извилистый, фиалка трехцветная, белоус
торчащий, погремок малый, черника, голубика, брусника, багульник
болотный и некоторые осоки, а также на засоленных почвах (галофиты) -
донник белый и лекарственный.
Выживаемость того или иного вида определяется и коэффициентом его
размножения. Поэтому наибольший ареал имеют, как правило, те растения,
которые дают больше семян, далеко
распространяющихся от материнского
растения на соседние территории. Высокий коэффициент размножения,
выражающийся количеством семян, получаемых за сезон с одного растения,
имеют такие сорные растения, как трехреберник непахучий (до 1 млн 650
тыс.), подорожник большой (до 200 тыc.), марь многосеменная (до 100
тыс.), льнянка обыкновенная (до 30 тыс.), осот полевой (до 20 тыс.),
торица полевая (до 28 тыс.), звездчатка средняя (до 15-25 тыс.), редька
дикая (до 12 тыс.), ярутка полевая (до 10,4 тыс.), пырей ползучий и
сурепица обыкновенная (до 10 тыс.), клевер пашенный (до 7,4 тыс.),
одуванчик
лекарственный (до 7 тыс.), щавель малый и курчавый, горец вьюнковый (до
3-5 тыс.) и др.
Сорные растения опасны не только их плодовитостью, но и тем, что семена
некоторых из них трудно отделяются от семян основных
сельскохозяйственных культур, а также неодновременно прорастают в
почве, что значительно усложняет борьбу с ними. От семян клевера
ползучего и гибридного, например, трудно отделяются семена щавеля
малого, подорожника большого и среднего, тысячелистника обыкновенного,
звездчатки средней, торицы полевой, а от костреца безостого, овсяницы
тростниковой и луговой, ежи сборной - семена пырея ползучего, бодяка
щетинистого и некоторых других растений. Эти семена имеют примерно
одинаковые размеры, массу и парусность, так что ни потоком воздуха, ни
просеванием через решета с различными отверстиями их полностью не
отделишь. Лучше всего избавиться от таких "спутников" в поле при
правильной обработке почвы и рациональном чередовании культур в
севообороте.
Некоторые признаки растений могут изменяться в сравнительно короткий
срок. Давайте познакомимся с погремками (весенним и большим), очанкой
(коротковолосистой и Ростковиуса), клевером луговым, колокольчиком
раскидистым и горечавками (язычковой и пазушной). Распространены эти
растения в Нечерноземье на лугах и лесных полянах. Оказывается, что в
зависимости от режима использования травостоя, в котором они
произрастают, эти растения могут иметь весеннюю или осеннюю формы
плодоношения (рис. 11). На нескашиваемом или поздно скашиваемом
естественном лугу попадаются их весенние формы, потому что после
весеннего цветения их заглушают другие более высокорослые травы. При
систематическом скашивании травостоев наряду с весенними формами, как
бы для большей гарантии получения потомства, появляются и осенние
формы. Весенняя форма, как правило, отличается от осенней прямым
неветвящимся стеблем, иной формой нижних листьев и числом междоузлий.
Рис. 11. Сезонный деморфизм у растений очанки
лекарственной и погремка
большого:
а, в - весенние формы; б, г - осенние