Книга: Растения. Параллельный мир

Глава 1. Какие бывают растения

<<< Назад
Вперед >>>

Глава 1. Какие бывают растения

Староста не понял, что значит слово «дерево»,

и поэтому Швейк объяснил ему, что это берёза,

дуб, груша, яблоня, коротко говоря, всё, что имеет крепкие сучья.

Я. Гашек. Похождения бравого солдата Швейка.

Прежде чем говорить о чем-нибудь, нужно договориться, а что мы будем понимать под тем или иным названием, термином. Эта книга о высших растениях. А что это такое, чем они отличаются от низших и, вообще, какие бывают растения?

Для того чтобы ответить на эти вопросы, нам с вами придётся в этой главе разобраться с устройством высших растений, с особенностями их размножения, роста, развития. Конечно, придётся запомнить и некоторые ботанические термины. Но без этого невозможно говорить ни о чём, кроме как о том, что «на пне секвойи может разместиться джазовый оркестр и танцевать тридцать пар». Такие факты из «жизни растений» вы можете легко найти в любой из многочисленных ныне детских энциклопедий. Мы же попытаемся поговорить чуть более серьёзно.

Начнём с того, что чёткой границы между царствами растений и животных нет. Так же как нет чёткой границы между, например, царствами растений и грибов, между классами пресмыкающихся и млекопитающих или между птицами и динозаврами. Да и между любыми другими, придуманными человеком, группами живых существ. Природа гораздо сложнее и многообразнее любой схемы. Всегда можно найти существо, которое не вписывается ни в одну из существующих групп. Но и без схем, без условных названий, без некоторого упрощения тоже не обойтись. Так же, как физик для решения сложной задачи создаёт упрощённую математическую модель, так и зоологи и ботаники создают свою модель мира живых существ. И стараются всех обитателей Земли определить на подписанные полочки. И мы с вами давайте определим, какое существо будет у нас растением, а какое животным.

Основным признаком, характерным для растений, будем считать способность к питанию с помощью фотосинтеза, то есть получения питательных органических веществ (в основном, глюкозы) из неорганических (вода, углекислый газ) под воздействием света. Признак этот основной, но не единственный. Строго говоря, необходимо учитывать ещё целый ряд особенностей, присущих растениям. Это, например, и своеобразный химический состав клетки, и наличие целлюлозы в клеточной оболочке. Поэтому к растениям не относят цианобионтов (раньше их называли сине-зелёными водорослями). Хоть они и живут фотосинтезом, но принадлежат к другому царству — царству бактерий.

Животные же, как и грибы, не способны к переработке неорганических веществ и питаются иначе, они «едят» уже готовую органику.

Повторюсь ещё раз — есть организмы, которые сочетают оба способа питания, и этих существ некоторые относят к растениям, а некоторые — к животным. Например, известная всем из школьного курса биологии эвглена зелёная. Конечно, эвглена — существо одноклеточное, вроде бы даже и не «настоящее» растение. Но способность менять на протяжении своей жизни способ питания присущ не только ей. Многие водоросли и даже высшие растения способны «отказаться» от фотосинтеза. Например, некоторые орхидеи могут много лет не показываться на поверхности, а жить и расти под землёй, без доступа света, и вести, таким образом, совершенно грибной образ жизни.

Но всё же, несмотря на все вышеперечисленные исключения, можно сказать, что они лишь подтверждают правило: процесс фотосинтеза — важнейшая черта растительной клетки.

Так, о растениях вообще мы с вами договорились, а что такое «высшие растения»? Если спросить об этом учёного, он скажет, что высшие растения имеют многоклеточные органы размножения, органы газообмена (устьица) и различные по своему строению и назначению ткани тела.

Давайте поступим немного проще и назовём высшими те растения, у которых существуют различные специальные органы. То есть у высших растений есть стебель, корень, листья. В стебле есть ткани, служащие для решения разных задач — одни проводят воду от корней к листьям, другие — наоборот, снабжают корни питательными веществами, выработанными зелёными, фотосинтезирующими органами. На листьях есть устьица — сложно устроенные приспособления для дыхания растений. Но, опять же, нет правил без исключений. Например, у мхов, хотя они и относятся к высшим растениям, нет корней, да и листья их вовсе и не настоящие листья с ботанической точки зрения.

Мы немного упростили понятие «высшее растение», и получилось, что в этой книге «высшее растение» и «наземное растение» примерно одно и то же. Ну, что ж, пусть так оно и будет. Во многом, так оно и есть на самом деле. Правда, есть высшие растения, живущие в воде. К примеру, хорошо знакомая аквариумистам кубышка или водяные лилии — нимфеи, но эти растения имели сухопутных предков и переселились в воду с суши.

А что, вы скажете, разве есть растения, у которых нет стебля, листьев, корней? Да, у низших растений всего этого нет. Все одноклеточные растения — низшие. Водоросли (не путать с растениями, живущими в воде, среди них много высших!) тоже низшие растения. Их тело, таллом, не разделено на органы, хотя иногда таллом водорослей и выглядит на первый взгляд так, что производит впечатление настоящего облиственного побега со «стеблем», «листьями» и «корнями». Нет у водорослей и различных по своему строению и назначению тканей. Организм водоросли построен из одинаковых клеток.

Какие же современные растения подпадают под понятие «высшие»? Назовём их основные группы, а именно (рис. 1):

— моховидные,

— плауновидные,

— членистостебельные (например, хвощи),

— папоротникообразные или папоротники,

— голосеменные (например, хвойные),

— покрытосеменные или цветковые.

Эти основные группы называются отделами. Мы перечислили здесь шесть отделов высших растений. Эти растения живут на Земле вместе с нами и сегодня, но есть ещё полностью вымершие отделы. Например, псилофиты (в современной литературе их называют риниофитами, по роду Rhynia) а так же прогимноспермы, то есть «предголосеменные».


Рис. 1. Генеологическое древо высших растений.

Вообще, систематика высших растений — понятие не устоявшееся, не определённое раз и навсегда. Время от времени учёные изменяют и уточняют созданную ранее классификацию. Так, например, выдающийся отечественный ботаник Армен Леонович Тахтаджян предлагал выделять ещё один отдел — псилотовидных. Псилотовидные (или псилотовые) — это своеобразные ныне живущие растения, не имеющие настоящих корней, очень похожие на вымершие псилофиты. Ранее их относили к плауновидным, но по результатам последних исследований отнесли к отделу папоротникообразных.

Некоторое время назад в специальной литературе, посвящённой споровым растениям, можно было встретить мнение, что папоротники из группы ужовниковых — вовсе и не папоротники, а дожившие до наших дней представители очень древнего отдела предголосеменных. Действительно, в строении этих растений много отличий от остальных папоротниковидных. Например, в их стебле есть настоящая вторичная древесина, почти такая же, как у хвойных. Да и по внешнему виду они не очень напоминают «классический» папоротник (фото 1).


Фото 1. Botrychium lunaria (гроздовник полулунный). Тот самый легендарный папоротник, якобы зацветающий в ночь на Ивана Купалу и называемый в народе ключ-травой. Подмосковье.

Есть среди исследователей и другие разногласия, касающиеся классификации представителей растительного царства. Некоторые учёные объединяют плауновидные, членистостебельные и папоротники в один отдел — птеридофиты, а для псилофитов используют название проптеридофиты.

Таких примеров много, и говорят они о том, что в науке о растениях ещё много «белых пятен».

Но мы с вами всё же будем придерживаться в основном более традиционной системы, принятой на данный момент большинством ботаников.

Число видов высших растений огромно — на данный момент насчитывается около 300 тысяч, а многие ботаники оценивают их количество в 500 тысяч. Даже сейчас, когда может показаться, что все растения уже открыты, примерно каждую неделю учёные описывают один новый вид. А относительно недавно, в 1994 году, в Австралии, в каких-то 150 километрах от Сиднея была обнаружена группа хвойных деревьев (не больше ста экземпляров) неизвестного ранее рода! Надо сказать, что родов ныне живущих хвойных всего-то осталось чуть больше шестидесяти и, казалось бы, все они известны. Но факт есть факт. Не в непроходимых джунглях, а в пригороде столицы росли деревья неописанного вида и рода. Этот род назвали Wollemia, единственный вид — Wollemia nobilis, в честь Дэвида Нобла, служащего национального парка, который и обнаружил рощицу. Место, где растут воллемии, засекречено. Ведь в Австралии много любителей ботанических редкостей! Даже журналистов возили к ним на вертолёте с завязанными глазами. По крайней мере, так они сами утверждают, а уж верить им или нет — решать вам. Но вернёмся к нашим подсчётам.

По числу видов самые многочисленные растения — покрытосеменные или цветковые, на втором месте — мохообразные или мхи, на третьем — папоротники. Из когда-то многочисленных членистостебельных остался лишь один род — хвощ, примерно с 30 видами, да и голосеменные и плауновидные сильно сдали свои позиции.

Чем же отличаются друг от друга эти группы растений? Ну, во-первых, мхи, плауновидные, членистостебельные и папоротники размножаются с помощью спор, а голосеменные и покрытосеменные — семян. По этому признаку растения делятся на споровые и семенные. На первый взгляд, этот признак разделяет весь растительный мир на две принципиально различные группы. Но не будем спешить с выводами, а попробуем посмотреть чуть глубже.

Давайте проследим процесс размножения споровых растений на примере некоторых папоротников. Все мы видели самый обычный папоротник средней полосы — Dryopteris ипи, по-русски, щитовник. На нижней стороне его листа можно заметить многочисленные спороносные зоны, которые порой называют спорами. Это не совсем верно. Дело в том, что спора — одноклеточная пылинка, неразличимая невооружённым глазом. Споры находятся в специальной коробочке — спорангии, которые, в свою очередь, собраны в отдельные скопления — сорусы. Вот эти самые сорусы мы и видим на листе. Закладываются сорусы на самых ранних стадиях развития листа, и они хорошо различимы даже на ещё не полностью развернувшихся листьях (фото 2). Сначала сорусы зелёные, потом, когда споры созреют, приобретают бурую, ржавую окраску (фото 3, 4). После созревания спор спорангии открываются, лопаются вдоль специальной щели, и споры разносятся ветром. Переноситься они могут очень далеко, даже через океан.


Фото 2. Osmunda claytoniana (чистоуст Клайтона). Молодые спороносные листья. Подмосковье.


Фото 3. Спороносный лист Cyrtomium fortunii (циртомиума Форчуна). Видны круглые сорусы. Подмосковье.

Но вот спора попала на подходящий для прорастания влажный участок почвы. Вы думаете, что из неё сразу вырастет новый папоротник с резными листьями? Ничего подобного. Сначала из упавшей на землю споры вырастает заросток (учёные называют его гаметофитом, то есть «растением с половыми клетками»). Потом на заростке разовьются половые органы. В них образуются мужские и женские половые клетки — сперматозоиды и яйцеклетки. Затем, только при наличии водяной плёнки, сперматозоид доплывает до яйцеклетки и соединяется с ней, то есть происходит оплодотворение. И лишь после этого из оплодотворённой яйцеклетки, прямо на заростке, вырастает взрослое растение или спорофит — «растение со спорами».


Фото 4. Часть спороносного листа Phyllitis scolopendrium (Листовика обыкновенного). Хорошо видны длинные линейные сорусы. Подмосковье.

У некоторых папоротников этот процесс занимает много времени. Вот, скажем, у ужовника, папоротника нашей средней полосы, правда, уже редко встречающегося, от прорастания споры до появления спорофита проходит до двадцати лет. Рекордсменом же по самому быстрому образованию спорофита является один из видов марсилеи — водного папоротника. У него от попадания споры в воду до образования спорофита (пусть и совсем крошечного) проходит не более суток!


Рис. 2. Заросток папоротника Osmunda claytoniana (чистоуст Клайтона) с молодым спорофитом. Виден зачаточный лист и корешок спорофита.

Заростки (или гаметофиты) папоротников, хвощей и плаунов намного меньше взрослого растения — спорофита. Например, заростки знакомых нам папоротников выглядят, как зелёные пластинки неправильной сердцевидной формы и имеют в длину 2–5 мм (рис. 2).

В то время как спорофит папоротника, всем хорошо известный, может иметь многометровые размеры.

Итак, получается, что то, что мы видим в лесу, любуясь на ажурную листву папоротников или на «ёлочки» хвощей — это лишь одна из фаз развития этих растений, их спорофиты. Очень часто мы забываем об этом. Так же мы любуемся бабочкой, забывая, что непрерывно жующая листья упитанная гусеница и эта бабочка — одно и то же животное.

А вот со мхами, которые тоже распространяются спорами, ситуация прямо противоположная. У них гаметофит (заросток) гораздо крупнее спорофита. И именно он имеет вид облиственного побега со стеблем и листьями. А сам спорофит — лишь коробочка со спорами (спорангий), сидящая на тоненькой ножке (фото 5). Да и живёт спорофит прямо на заростке мха и питается от него, прикрепившись специальной присоской — гаусторией. Поэтому те мягкие зелёные моховые ковры, которые мы видим на болоте — это заросли гаметофитов мхов.


Фото 5. Листостебельный мох из семейства бриевых. Спорангий на тонкой ножке — спорогоне, по существу, и есть спорофит. Ветвящийся же «стебель» с зелёными «листьями» — гаметофит. Подмосковье.

Как же так вышло, что одни растения пошли по пути совершенствования и роста спорофита, а другие, наоборот, гаметофита? По этому поводу есть множество теорий, но… пока это никому не известно. До сих пор учёные спорят о преимуществах, которые получают в процессе эволюции спорофиты растений или их гаметофиты. Аргументация сторонников обеих точек зрения очень серьёзна и, безусловно, заслуживает внимания. Так, считается, что гаметофиты, обладающие лишь половинным набором хромосом, не способны к «революционной» изменчивости и представляют собой тупиковый путь эволюции. Другие же учёные считают гаметофиты с их упрощённым набором хромосом предвестниками будущего разнообразия растений. Не будем спорить по этому поводу ни с теми, ни с другими. Лишь отметим, что хотя мхи, судя по всему, устроены проще других высших растений и очень напоминают некоторыми чертами строения псилофиты, но в ископаемом виде появляются немного позже, чем, например, плауновидные. Как говорится, природа полна тайн.

Останавливаться на различиях между папоротниками, плауновидными и членистостебельными мы здесь не будем, каждый отличит членистые стебли хвоща от роскошных перистых листьев папоротника или от невысоких, стелющихся по земле, густо усыпанных мелкими «листочками» побегов плауна. Но одну важную деталь надо отметить обязательно. Дело в том, что споровые растения бывают равно- и разноспоровыми. У разноспоровых и споры, и заростки разные. А именно — мужские и женские.


Фото 6. Отдел плауновидные. Sellaginella sibirica (селагинелла сибирская). Подмосковье.

Из женской споры развивается женский гаметофит, а из мужской споры — мужской гаметофит.

На мужских заростках развиваются только мужские половые органы, а на женских — только женские. Из разноспоровых наиболее известны такие плауновидные, как селагинеллы или, по-русски, плаунки (фото 6 и 7), изоэтес (полушник) а также водяные папоротники. У равноспоровых же, на одном заростке (гаметофите) есть одновременно и мужские и женские органы. Большинство споровых растений, в том числе и большинство папоротников, — равноспоровые.


Фото 7. Sellaginella involvens (селагинелла завёртывающаяся). Подмосковье.

Теперь поговорим о растениях, которые распространяются семенами. Как мы уже выяснили, они представлены всего двумя отделами — голосеменными (гимноспермами) и покрытосеменными (ангиоспермами). Последних часто называют ещё и цветковыми. Да, отдела семенных растений всего два, но по разнообразию и многочисленности им сейчас нет равных на Земле. Начнём мы с голосеменных, потому что именно они «изобрели» семя, а цветковые, скорее всего, ведут свою родословную от них.


Фото 8. Класс хвойные. Thujopsis dolabrata (туёвик долотовидный). Подмосковье.

Какие же растения относятся к голосеменным? Из современных — это хорошо известные нам классы хвойных (фото 8 и 9), саговниковых (или цикадовых) (фото 10), а так же гинкго билоба (фото 11 и 12) — единственный сохранившийся до наших дней вид из целого класса гинкговых. Для сравнения, представьте себе, что из всего класса птиц остался лишь волнистый попугайчик! Что поделаешь, sic transit gloria mundi… Саговниковые, особенно в литературе о комнатных растениях, часто называют пальмами, что, несмотря на их внешнее сходство, неправильно. Ведь пальмы — растения цветковые. Среди современных голосеменных можно упомянуть ещё класс гнетовых, среди которых — очень необычные эфедровые, больше похожие своими членистыми стеблями на хвощи, и совершенно фантастического облика вельвичиевые, напоминающие низкий толстый пень с двумя длинными, в несколько метров, лентовидными листьями. Так же в классе гнетовых единственная среди современных голосеменных лиана — род гнетум. Вот и все классы современных голосеменных. Их всего четыре, причём один из них (гинкговые) представлен сейчас лишь одним видом, а в другом (гнетовые) — всего три рода.


Фото 9. Cryptomeria joponica «cristata» (криптомерия японская «гребенчатая»). Видны побеги, сросшиеся в уплощённый листоподобный орган. Подмосковье.


Фото 10. Cycas revoluta (саговник поникающий). Ствол покрыт бурым чехлом из остатков черешков отмерших листьев. В природе старые листья обвисают, образуя нечто вроде неаккуратной «юбки», чем и объясняется видовой эпитет этого растения.

Вымерших же голосеменных гораздо больше, чем живущих сейчас. Назовём лишь несколько больших групп вымерших голосеменных растений:

— птеридоспермы (или, иначе, семенные папоротники) — растения, у которых семена сидели на папоротниковидных листьях;

— кордаиты, возможные предки хвойных, с огромными, до метра длиной, кожистыми ланцетными листьями и высокими стройными стволами;

— глоссоптериды, очень широко распространённые в своё время в южном полушарии;

— пельтаспермовые, семена которых располагались на органах, больше всего напоминавших зонт.

Все эти группы были чрезвычайно разнообразны, интересны и мало похожи на существующие сегодня растения.

Теперь давайте посмотрим, а как же развивается семенное растение. Начнём с того, что все семенные растения — разноспоровые. То есть, и у голо- и у покрытосеменных есть два вида спор — женские, относительно крупные и поэтому называемые мегаспорами, и мужские — помельче, за что их назвали микроспорами. Так же как и у споровых, у семенных растений из споры развивается заросток. Из мегаспоры — женский, из микроспоры — мужской.


Фото 11. Лист Ginkgo biloba (гинкго двулопастной). Подмосковье.

Так в чём же отличие семенных растений от споровых в таком случае?

А в том, что у семенных растений женская спора осталась в спорангии одна. В том, что она развивается в женский гаметофит на материнском растении под защитой специальной оболочки, а не выбрасывается в одноклеточном состоянии на волю ветрам и непогоде. В том, что и оплодотворение, и дальнейшее развитие зародыша тоже происходит без отрыва от «матери». И на почву попадает уже готовый к прорастанию организм. Правда, у наиболее древних и примитивно устроенных голосеменных, например, у того же Gink gobiloba, семя может опасть на землю и до оплодотворения. Тогда оплодотворение и развитие зародыша происходит уже на земле. В этом случае говорят, что на растении развивается не семя, а семязачаток, и в семя он превращается позже.


Фото 12. Ginkgo biloba. Побег с молодыми листьями.

Таким образом, получается, что у семенных растений гаметофит — не отдельно живущее существо, а как бы орган спорофита. В некотором смысле, даже его паразит, так как питается он не сам, как гаметофиты споровых растений, а «тянет соки» из спорофита. Говоря канцелярским языком, эдакий малолетний иждивенец.

Что же дало растениям «изобретение» семени? Самое главное — это то, что с момента появления на Земле семян, растениям больше не нужна была водная среда для размножения. Теперь они могли размножаться, по меткому выражению A. Л. Тахтаджяна, «в пустыне без дождя».

Ну что ж, как из женского спорангия (мегаспорангия) образовалось семя, мы в общих чертах познакомились. А что же происходило в это время с мужскими спорами (микроспорами)?

Понятно, что, после того как женский гаметофит стал развиваться внутри семязачатка, мужские споры должны были «научиться» оплодотворять яйцеклетки, спрятанные за стенкой спорангия. Поэтому микроспорам тоже пришлось меняться. Они стали многоклеточными, то есть превратились из спор в пыльцу. Каждая отдельная мужская «пылинка» теперь представляла собой не одноклеточную спору, а многоклеточное пыльцевое зерно. Одна из клеток этого пыльцевого зерна производила на свет два сперматозоида, а другая стала образовывать пыльцевую трубку. Эта трубка представляла собой сильно выросшую в длину, иногда даже ветвистую клетку, которая дорастала до яйцеклетки. Внутри пыльцевой трубки, в клеточном соке, плавали сперматозоиды.

В нужный момент стенка пыльцевой трубки лопалась, и сперматозоиды попадали к яйцеклетке. Со временем, у эволюционно продвинутых голосеменных, таких как хвойные, сперматозоиды потеряли жгутики и, следовательно, потеряли возможность самостоятельного перемещения. Такие сперматозоиды, называемые спермиями, изливались из пыльцевой трубки вместе с клеточным соком. Среди современных голосеменных растений подвижными сперматозоидами со жгутиками обладают лишь гинкго и саговниковые. Сперматозоиды же хвойных и гнетовых превратились в спермии.

Конечно же, превращение спор в пыльцу произошло не сразу, не «вдруг», а постепенно. Пыльцевые зёрна первых голосеменных, которые называют предпыльцой, по внешнему виду были неотличимы от настоящих спор. Более того, превращение споры в пыльцевое зерно у разных растений происходило в разное время.

Ну вот, после того, как мы с вами проследили процессы размножения споровых и семенных растений, можно заключить, что разница между этими двумя группами, по большому счёту, не очень-то и велика. И действительно, как мы увидим дальше, в истории растительного царства были растения, которые трудно однозначно отнести к споровым или к семенным. Они занимают особое, промежуточное положение и получили название предголосеменных. Да и среди современных споровых растений мы можем найти черты «голосемянности». Мы уже упоминали о папоротниках из класса ужовниковых, обладающих настоящей древесиной. Есть и ещё примеры. Так, у селагинелл в спорангии содержится лишь одна женская спора. И прорастает она, превращаясь тем самым в гаметофит, внутри оболочки спорангия. Для того чтобы называться семенным растением селагинелле не хватает, по большому счёту, лишь специального покрова, защитной оболочки вокруг спорангия.

Первое найденное палеоботаниками настоящее семя (хотя правильнее называть его семязачаток) появилось на свет в конце девонского периода (роды Hydrasperma и Archaeosperma), и было это более чем 360 миллионов лет назад. Голосеменные царили на Земле почти 200 миллионов лет, и хотя большинство их видов вымерло (сейчас живёт всего лишь около 800 видов голосеменных, из них около 600 — хвойные), но и сегодня они занимают огромные пространства на нашей планете. Вспомним хотя бы нашу тайгу.

А почему всё же «голосеменные»? Почему эти растения получили такое название? Ведь спорангий с мегаспорой, как уже отмечалось, окружён и защищён у них особым покровом. Покров этот называется интегументом. Все прекрасно представляют себе семечко сосны сибирской — «кедровый орешек». Он-?? ведь весь окружен плотной защитной оболочкой — скорлупой.

Ну, во-первых, дело в том, что окружён-то он окружён, да не весь. У всех голосеменных есть в защитной оболочке семени отверстие с узеньким каналом. Называется оно микропиле («малые ворота» в переводе) и нужно для того, чтобы мужские микроспоры могли попасть к женской мегаспоре. А во-вторых, семена голосеменных действительно не очень сильно «одеты» по сравнению с семенами цветковых. Конечно, встречаются голосеменные, которые обзавелись в процессе эволюции яркими и сочными покровами семян, очень похожими на плоды покрытосеменных. Все мы знаем, что шишки можжевельника или тисса часто неправильно называют «ягодами». Семена эфедры называют «степной малиной». Семена саговниковых имеют ярко окрашенную мясистую и сочную кожуру. То же самое можно сказать о семенах гинкго. Но всё же все эти «ягоды» по сути своей — лишь мягкая скорлупа, защитная кожица семени. Они имеют принципиально другое происхождение по сравнению с плодом цветковых растений.

Ну а что же у нас с покрытосеменными, чем они отличаются от голосеменных?

Произошедшие от какого-то голосеменного предка цветковые пошли ещё дальше по пути защиты семени. Они окружили его ещё одним покровом — видоизменённым листом — плодом, и теперь даже пыльца не могла уже беспрепятственно попасть на микропиле. Теперь улавливать пыльцу пришлось специальному приспособлению — рыльцу пестика, а мужской пыльцевой трубке пришлось в прямом смысле прорастать сквозь ткани плода. Причём во многих случаях, чтобы добраться до яйцеклетки, расти ей приходится очень далеко. Так, например, у кукурузы пыльцевая трубка (а ведь это одна клетка!) должна прорасти через весь початок, то есть вытянуться приблизительно на 30 см.

Пришлось покрытосеменным «придумывать» и новый механизм оплодотворения, так называемое «двойное оплодотворение», характерное только для цветковых. Как мы уже знаем, у голосеменных в пыльцевой трубке содержатся два спермия. Но один из них «пропадает зря» и погибает. У цветковых же растений оба спермия сливаются с двумя разными яйцеклетками. Из одной из них вырастает впоследствии зародыш, а из другой — эндосперм, специальная ткань, запасающая питательные вещества. Поэтому, конечно, сам термин «двойное оплодотворение» не точен. Конечно же, одна яйцеклетка сливается с одним спермием, и это слияние ведёт к образованию зародыша будущего растительного организма. Оплодотворение здесь происходит совершенно так же, как и у других организмов на Земле. Но то, что параллельно с обычным оплодотворением у покрытосеменных растений происходит ещё и оплодотворение сестринской яйцеклетки, из которой по невыясненным пока причинам развивается не новый организм, а лишь питательная ткань, является удивительным и необъяснённым пока явлением в мире живой природы.

Вообще-то различий между голо- и покрытосеменными растениями очень много. Строение проводящих тканей стебля у них разное. Пыльца голо- и покрытосеменных чётко различается даже под обычным микроскопом. У них даже листья разные, и любой ботаник по одному листу определит, к какому из этих двух отделов относится растение. Конечно, и это правило не без исключений. И листья бывают похожими, и ботаники бывают разные. Пыльца цветковых прорастает на поверхности плода, а не попадает прямо на микропиле семязачатка, как у голосеменных. Гаметофиты цветковых крайне редуцированы. Фактически, от мужского гаметофита у них осталась лишь пыльцевая трубка.

И это ещё далеко не все различия. Познакомиться детально с устройством, ростом и размножением растений можно в узкоспециализированных изданиях. Мы же лишь отметим ещё то, что подавляющее большинство растений, окружающих нас сейчас — это цветковые. Количество видов цветковых растений больше, чем у всех остальных высших растений вместе взятых. Более того, покрытосеменные растения, в отличие от всегда древовидных голосеменных, бывают и травянистыми.


Фото 13. Phoenix dactylifera (финиковая пальма). Пальмы — очень влаголюбивые растения. Финиковая пальма — одна из немногих, способных расти в пустыне, но и ей требуются близко залегающие грунтовые воды или обильный ежедневный полив.

Итак, получается, что все травы, пальмы, все привычные для жителя России лиственные деревья являются растениями цветковыми (фото 13, 14 и 15), даже если цветки их малозаметны, невзрачны и совсем не напоминают роскошные розы или магнолии.

Покрытосеменные дали огромное количество разнообразнейших форм — от ряски на поверхности лесного пруда до огромных африканских баобабов, от пустынных кактусов, похожих, по меткому выражению Чапека, на воинственных эльфов, до нежнейших орхидей дождевого леса, и с полным правом считаются самыми совершенными существами растительного царства.


Фото 14. Sorbus aucuparia (рябина перистолистная). Этой рябине специально, в течение многих лет, садовник придавал причудливую форму. Москва, ВВЦ.


Фото 15. Cypripedium ventricosum (башмачок вздутый). Подмосковье.

Ну вот, некоторые необходимые для дальнейшего разговора термины мы с вами определили. Кратко и, конечно же, весьма поверхностно, рассмотрели и две фазы жизненного цикла высших растений и особенности их размножения. Но есть ещё один вопрос, который нам придётся обсудить, прежде чем перейти к следующей главе.

Вопрос этот касается правил, по которым растениям, да и вообще всем живым существам, даются названия. Эти правила называются правилами номенклатуры. Они весьма многочисленны и, к тому же, не всегда соблюдаются. Поэтому мы не будем обсуждать их тут очень уж подробно, но с основными законами придётся разобраться.

Во-первых, все знают, что названия растениям даются на латинском языке. Как часто бывает, то, что знают все, не совсем правда. Записываются названия действительно латинскими буквами и по правилам латинской грамматики, но вот слова-то, в основном, греческие. Поэтому, если вы купите латино-русский словарь для того, чтобы переводить названия растений, то вы там мало что найдёте.

Теперь немного о том, что называется классификацией растений, а именно, об отделах, порядках, семействах и так далее. Здесь очень кратко постараемся описать систему, по которой учёные распределяют растения «по полочкам». Хотите, запоминайте, хотите — нет. Ничего интересного в самом перечислении таксонов нет, но вот если вас действительно интересуют растения, если вам захочется почитать ещё что-нибудь о них или, чем чёрт не шутит, даже заняться их изучением, то эта информация вам пригодится.

Название любого растения состоит всегда из трёх слов. Первое слово — это всегда название рода, второе — название вида. Здесь всё точно, как у людей. Скажем, Достоевский Фёдор означает, что этот человек из рода Достоевских, а чтобы отличать его от других родственников, ему даётся имя Фёдор. У растений это будет выглядеть так: Pinus sibirica. Это растение из рода сосна (Pinus), а вид — сибирская. Как видите, небольшое отличие от наших с вами имён и фамилий всё-таки имеется — у растений видовой эпитет пишется с маленькой буквы. Если бы имя и фамилию великого русского писателя писали бы по правилам ботанической номенклатуры, то получилось бы так: Достоевский фёдор. Третье слово в названии растения — это фамилия описавшего его учёного. Поэтому слово это всегда пишется с большой буквы. Иногда, в тех случаях, когда речь идёт о всемирно известных биологах, их фамилию допускается писать сокращённо. Так, название Ginkgo biloba L. означает, что автором имени для гинкго двулопастного является Карл Линней. Очень часто, даже в специальной литературе, приводятся названия растений, состоящие лишь из названия рода и видового эпитета, хотя такое написание, строго говоря, противоречит правилам номенклатуры. Как вы видите, на это же нарушение пошёл и автор данной книги.

Если тот или иной вид растений имеет садовую форму или сорт, выведенный человеком, то их название пишется в конце и заключается в кавычки. Часто, когда мы смотрим на ценники в магазинах, продающих растения, мы можем прочитать что-то вроде «Variegata» (пёстролистная) или «Gold Star». Эти названия придумывает тот или иной селекционер на своё собственное усмотрение, и сортов у растений может быть очень много, вспомните хотя бы яблоню. Да что яблоня! Коллекция семян разновидностей пшеницы, собранная в своё время в Ленинграде, насчитывала 54 тысячи образцов!

Но рассмотрение садовых форм и сортов растений выходит за рамки данной книги, поэтому оставим эту тему уважаемым селекционерам и садоводам.

Итак, перечислим ещё раз основные группы, входящие в царство растений: отдел, класс, порядок, семейство, род, вид.

Все эти группы учёные называют таксонами. То есть класс — это таксон, и род — тоже таксон. Каждый род включает несколько видов, каждое семейство — несколько родов, каждый порядок — несколько семейств и так далее. Поэтому иногда говорят, что отдел — таксон более высокого ранга, чем класс, а род — более высокого ранга, чем вид. Для наглядности разберём пример с конкретным растением — можжевельником обыкновенным — Juniperus commu nis. Получим следующую картину:

вид: Juniperus communis (можжевельник обыкновенный),

род: Juniperus (можжевельник)

семейство: Cupressaceae (кипарисовые)

порядок: Cupressales (кипарисовые)

класс: Pinopsida (хвойные или пинопсиды)

отдел: Gymnospermae (голосеменные или гимноспермы)

На этом примере хорошо видно, что названия таксонов имеют разные окончания. Поэтому, если вы встретите название таксона, оканчивающегося на — opsida, можете быть уверены, что это класс. Если название оканчивается на — асеае, перед вами семейство, а на — ales — порядок.

В повседневной жизни мы, как правило, называем и различаем растения по родам. Мало кто может назвать видовой эпитет даже привычных деревьев, кустарников или трав. «Дуб», «берёза», «сосна», «сирень», «крапива» — это названия родов. А ведь, например, берёз в средней полосе России произрастает несколько разных видов.

Ну вот, пожалуй, тот минимальный объём знаний, которого пока нам с вами достаточно, чтобы начать разговор о том, с чего всё начиналось, о том пути, который прошли растения за сотни миллионов лет своего существования.

<<< Назад
Вперед >>>

Генерация: 1.376. Запросов К БД/Cache: 2 / 0
Вверх Вниз