Признаки цветков которые опыляются насекомыми. Роль опылителей в природе и сельском хозяйстве. Приспособления для опыления насекомыми

Существует немало классификаций растений, но одной из основных является та, которая основывается на характере опыления. С этой точки зрения культуры делятся на несколько больших групп: ветроопыляемые, опыляемые животными (преимущественно насекомыми, поэтому будем называть такие растения насекомоопыляемыми) и водой (гидрофилия, наблюдается нечасто, поэтому рассматриваться не будет). У представителей всех этих групп имеет место перекрестное опыление, т. е. перенос пыльцы со сторонней помощью (противоположность самоопыления).

Чтобы выяснить, что представляют собой ветроопыляемые растения, нужно вначале разобраться с особенностями и отличиями каждой группы.

Виды растений по типу опыления

Растения, как мы только что выяснили, могут опыляться как от ветра, так и с помощью насекомых.

Ветроопыляемые культуры, их признаки

Начать следует с того, что растения, которые входят в эту группу (их еще называют анемофильными), при определенных обстоятельствах могут опыляться и насекомыми, хотя подобное случается нечасто. Такие растения отличаются многочисленными мелкими ветками, а также тем, что способны вырабатывать большое количество пыльцы (каждый экземпляр производит по нескольку миллионов пыльцевых зерен). У многих культур (таких, к примеру, как шелковица или лещина) образование цветков начинается еще до того, как распустятся листья.

Сами цветки зачастую невзрачны и собраны в небольшие соцветия. У метелки, например, это сложный колосок. В соцветии образуется множество легких и мелких пыльцевых зерен.

Обратите внимание! Как правило, культуры, опыляемые ветром, произрастают группами. Более того, к ветроопыляемым растениям относятся не только деревья (береза, ольха и проч.), но также травы (осока, тимофеевка) и кусты.

Насекомоопыляемые культуры

Отличительной чертой этих растений (к слову, их еще называют энтомофильными) является то, что они цветут уже после того, как появляются листья. Немаловажную роль здесь играют температурные условия: когда повышается температура, то появляются насекомые, которые и переносят пыльцу. Кроме того, у всех насекомоопыляемых культур имеются нектарники.

К самым распространенным представителям группы относится верба. Цветение вербы может наблюдаться как до, так и после образования листвы. Но раннее цветение никак не связано с ветроопылением – к такому «приему» растения прибегают исключительно для борьбы с конкурентами за насекомых-опылителей.

Таблица. Сравнительная характеристика ветро- и насекомоопыляемых культур

Особенности цветков	Анемофильные растения	Энтомофильные растения
Нектар	Отсутствует
Венчик	Отсутствует (или, как вариант, выглядит невзрачно)	Яркий
Запах	Отсутствует	Имеется у большей части представителей
Месторасположение тычинок	Открытое (пыльники располагаются на больших нитях)	Внутри цветков
Пыльца	Маленькая, сухая, в большом количестве	Липкая и крупная, в небольшом количестве
Рыльца пестиков	Крупные	Небольшие

Пыльники анемофильных культур выносятся за пределы цветков. Рыльца у пестиков большие и «лохматые», что позволяет улавливать пылинки, которые летают в воздухе. Также у таких растений имеются специальные приспособления, если можно так выразиться, благодаря которым пыльца не расходуется напрасно, а попадает преимущественно на рыльца других представителей своего вида.

А сейчас ознакомимся более детально с особенностями культур, опыляемых ветром.

Особенности анемофильных растений

Для всех представителей этой группы характерны такие признаки:

• невзрачные или малозаметные цветки (объясняется тем, что они не должны привлекать насекомых);
• маленькие и сухие пыльцевые зерна;
• большая длина нитей, на которых свисают пыльники.

Теперь подробнее. Главная особенность всех ветроопыляемых культур – это непривлекательность цветков, проявляющаяся в отсутствии нектара, запаха и ярких красок. При этом пыльцевые зерна, которые развиваются в больших количествах, имеют чрезвычайно малые размеры: вес одной пылинки в среднем составляет 0,000001 мг. Приведем небольшое сравнение: пылинка тыквы – растения, опыляемого пчелами – весит в тысячу раз больше, т. е. порядка 0,001 мг. Одно только соцветие конского каштана способно сформировать 42 миллиона зерен, в то время как соцветие ржи – в десять раз меньше (4 миллиона 200 тысяч). К особенностям пыльцы анемофильных растений можно отнести еще и то, что она, будучи полностью лишенной клеящих веществ, зачастую еще и имеет гладкую поверхность.

Обратите внимание! У ветроопыляемых культур нет нектара, но их нередко посещают насекомые, питающиеся пыльцой. Тем не менее, в качестве переносчиков такие насекомые играют лишь незначительную роль.

Какие растения могут опыляться ветром?

Ниже приведены представители ветроопыляемых культур.

1. Семейство березовых. Самым распространенным представителем семейства в Европе и Азии является береза бородавчатая, которая цветет в начале весны и отличается сложными соцветиями-сережками (последние применяются в медицине).

   

2. Осина и тополь. Это единственные представители семейства ивовых, которые не имеют нектарников. Все остальные опыляются насекомыми.

   

3. Лещина. Однодомное растение, имеющее однополые цветки. Цветение сережек наблюдается еще до того, как появляется листва.

   

4. Семейство ореховых. Все представители семейства опыляются с помощью ветра. К самым распространенным из них относится грецкий, серый и черный орех, а также кария.

   

5. Ольха. Это дерево также цветет до появления листьев. Но, что характерно, некоторые виды ольхи зацветают в осеннее время, когда опадают листья. Сережки в данном случае являются однополыми.

   

6. Семейство буковых. Однодомные ветроопыляемые культуры, самой известной из которых является дуб. К слову, в природе есть свыше 500 разновидностей дуба, причем все они начинают цвести одновременно с появлением листьев. Также в семейство входит каштан съедобный (не стоит путать с каштаном конским) и, собственно, сам бук.

   

7. Граб. У этой однодомной культуры сережки также начинают распускаться одновременно с появлением листвы.

   

8. Кукуруза. Представитель семейства злаковых, включающий в себя шесть видов, из которых культивируется всего один.

   

   

9. Травы. К ветроопыляемым травам относятся, прежде всего, злаковые культуры, подорожник, осока, крапива, хмель и конопля.

   

Обратите внимание! В списке приведены лишь самые распространенные представители анемофильных растений, поэтому нельзя считать полным.

Процесс опыления ветром

Распространение ветром пыльцы вряд ли можно считать управляемым процессом. Поэтому вероятность того, что зерна попадут на рыльца собственных цветов, достаточно велика. Самоопыление, как известно, для таких растений нежелательно, в связи с чем у цветов широко развились различные приспособления, которые этому препятствуют. Так, чаще всего рыльца и пыльники созревают не одновременно. По той же причине у некоторых ветроопыляемых культур раздельнополые цветы.

Большая часть деревьев, опыляемых описываемым образом, цветет в начале весны, т. е. до распускания листвы – это также является приспособлением, препятствующим самоопылению.

Особенно ярко это выражается у орешника и березы. И неудивительно, ведь густые листья были бы серьезным препятствием на пути движущихся пыльцевых зерен.

Стоит упомянуть и об остальных приспособлениях. Тычинки большинства злаковых растений начинают очень быстро расти при раскрывании цветов, причем скорость роста может достигать 1-1,5 мм/мин. Спустя время длина тычинок в три-четыре раза превышает изначальную, они выходят за пределы цветка и свешиваются вниз. И лишь после того, как пылинки оказываются снизу, они растрескиваются. При этом сам пыльник слегка изгибается, образуя своего рода чашу, куда пыльца и ссыпается. Как результат – зерна не падают на землю, а спокойно ждут порыва ветра, чтобы покинуть пыльник.

Обратите внимание! У некоторых злаков цветоножки перед цветением растопыриваются, формируя между собой угол до 80°. Благодаря этому пыльца выдувается ветром. По окончании периода цветения цветки возвращаются в исходное положение.

Также положение соцветия может меняться у граба, тополя и березы. Поначалу соцветия «смотрят» вверх, но перед раскрыванием пыльников стержень сережки выдвигается, а сами они (соцветия) свешиваются. Цветки отдаляются друг от друга и вместе с тем становятся доступными для ветра. Пыльцевые зерна падают на чешуйки нижних цветков, откуда и сдуваются.

У некоторых анемофильных растений (по аналогии с энтомофильными) имеются «взрывчатые» цветки. Так, у одной из разновидностей крапивы тычинки в период созревания напрягаются настолько, что после раскрывания резко расправляются и избавляются от зерен лопнувших пыльников. В такие моменты над цветками наблюдаются густые облачка пыльцы.

Также отметим, что пыльца ветроопыляемых культур может рассыпаться не всегда, а лишь при условии благоприятной погоды. На улице должно быть относительно сухо, ветер должен быть слабым или средним. Зачастую для опыления больше всего подходят утренние часы.

Заключение

В итоге хотелось бы несколько слов уделить высадке ветроопыляемых культур. Сразу оговоримся, что смешивать такие растения не нужно, поскольку у каждого вида свои приспособления и принципы. Все злаки, как отмечалось выше, являются анепофильными и все они зацветают только после того, как на деревьях появляется листва. Но злаковые не «одиночки», они растут группами – причем большими – в степях, лугах и т. д. (иными словами, на открытом пространстве).

А вот с кустами и деревьями дела обстоят иначе: эти культуры, произрастая в лесах, находятся друг от друга на некоторой дистанции.

Видео – Перекрестное опыление ветром

В процессе исторического развития, тесно связанного с эволюци-ей образа жизни и морфологии высших насекомых, у растений вы-работался целый ряд приспособлений, препятствующих самоопыле-нию и обеспечивающих перекрестное опыление.

Приспособления растений к перекрестному опылению.

Среди мно-гообразия форм подобных приспособлений можно выделить сле-дующие.

Пространственное разделение мужских и женских генеративных ор-ганов. Более всего оно выражено у двудомных растений, у которых на одних растениях развиваются только мужские цветки с тычинками, а на других – только женские с пестиками (клубника, ивы, конопля). У однодомных раздельнополых растений, так же как у двудомных, цветки однополые (они имеют или тычинки, или пестики), но они развиваются на одном и том же растении (огурец, тыква, дуб и др.).

Изоляция генеративных органов цветков происходит у растений не-которых видов и в обоеполых цветках (например, у гречихи). При этом в цветках у одних растений тычинки длинные, а пестик корот-кий, а в цветках других, наоборот, длинный пестик и короткие ты-чинки.

Пыльники у одних цветков находятся на такой высоте, на какой находятся рыльца у других цветков. Замечательно то, что в пыльниках коротких тычинок образуется более мелкая пыльца, кото-рая в случае попадания на рыльце длинностолбчатого пестика, как правило, не сможет осуществить оплодотворения, так как прораста-ющая коротенькая пыльцевая трубочка не доходит до завязи.

Разновременное созревание мужских и женских генеративных орга-нов в обоеполых цветках.

В одних случаях раньше созревают пыльни-ки, чем рыльца, как у подсолнечника, иван-чая (кипрея), крыжов-ника и герани. Созревшие пыльники лопаются, пыльца из них вы-сыпается или собирается насекомыми. Ко времени созревания рылец, ее в этом цветке не остается, а опыление происходит за счет пыльцы с других цветков этого или другого растения.

У ряда растений (яблоня, груша, подорожник и др.) раньше со-зревает рыльце.

Опыление происходит пыльцой с других цветков до того, как созреет собственная пыльца.

Физиологическая несовместимость. У многих растений хотя мужс-кие и женские генеративные органы созревают одновременно, но при попадании на пестик собственной пыльцы самоопыления не про-исходит. Это объясняется тем, что собственная пыльца, даже попав на рыльце, совершенно не прорастает или в некоторых случаях про-растает значительно медленнее, чем пыльца с другого цветка (у кле-вера и других бобовых кормовых трав).

Это явление называют само-бесплодностью или автостерильностью.

У некоторых растений пыльца не прорастает не только на рыльце собственного цветка, но и на рыльце других цветков того же расте-ния. Наконец, у ряда сортов плодовых и ягодных культур (яблоня, груша и др.) пыльца не прорастает даже на рыльце другого растения того же сорта и перекрестное опыление возможно только между рас-тениями разных, иногда строго определенных сортов.

Для перекрестного опыления с помощью насекомых у энтомофиль-ных растений в процессе их эволюции выработался ряд специальных приспособлений.

Это прежде всего выделение нектара, приманиваю-щего насекомых и служащего для них источником корма. Более тяже-лую, менее сыпучую, чем у ветроопыляемых растений, пыльцу, на-секомые легко могут собрать, сформировать в виде обножки, пере-нести в гнездо для выращивания расплода и собственного белкового питания.

Цветки энтомофильных растений, как правило, крупнее и заметнее, чем у ветроопыляемых растений. Мелкие цветки часто со-браны в крупные соцветия, легко различимые с далекого расстояния.

При этом у некоторых видов (например, у подсолнечника и других сложноцветных) часть цветков вокруг корзинки лишена генератив-ных функций и яркая окраска сильно развитых лепестков служит как бы зрительной приманкой для привлечения насекомых.

Интерес-но, что цветки подавляющего большинства энтомофильных расте-ний имеют такую окраску, которую легко различают насекомые (жел-тую, синюю), или отражают легко воспринимаемые насекомыми ультрафиолетовые лучи.

Немаловажное значение для привлечения насекомых имеет и аромат цветков, особенно тех, которые не отличаются яркой окраской лепес-тков, например у липы, некоторых зонтичных и других растений.

Роль различных насекомых в опылении растений.

Наиболее важное значение в становлении эволюции энтомофильных растений имели различные представители перепончатокрылых, в частности пчели-ные. Последние и сохранили свою ведущую роль в осуществлении перекрестного опыления возделываемых человеком растений.

Не все насекомые, посещающие цветки ради нектара, полезны для перекрестного опыления. Некоторые жуки и клопы, например, хотя и лакомятся нектаром, но приносят растениям больше вреда, чем пользы.

Очень незначительную роль в опылении цветков играют бабочки (среди которых довольно много вредителей), блестянки, наездники и короткохоботные осы.

Среди диких представителей энтомофауны существенное значение как опылители имеют шмели, одиночные пчелы, некоторые виды настоящих ос и цветочных мух. При этом каждая из указанных групп представляет интерес для опыления рас-тений определенных видов.

Ветроопыляемые растения

Например, длиннохоботные шмели ус-пешнее, чем другие насекомые, опыляют цветки красного клевера. Некоторые представители одиночных пчел хорошо приспособлены к вскрытию цветков и опылению люцерны.

Цветочные мухи хорошо опыляют семенники моркови. Однако численность диких насекомых резко изменяется в разные годы, не говоря уже о том, что в связи с распашкой межей, пустующих земель и массовым внедрением хими-ческих мер борьбы с вредителями и болезнями растений количество диких насекомых-опылителей резко сокращается. В современных ус-ловиях, особенно в районах интенсивного земледелия, их роль как опылителей сводится почти к нулю.

Основная роль в опылении сельскохозяйственных энтомофиль-ных культур принадлежит медоносным пчелам, строение и образ жизни которых в процессе эволюции наилучшим образом приспо-соблены к выполнению этой функции.

Они живут большими семья-ми, численность которых в период цветения важнейших медоносов достигает нескольких десятков тысяч. Для собственного питания, выращивания расплода и создания кормовых запасов пчелиная семья собирает в период цветения энтомофильных растений свыше 200 кг нектара и 20–25 кг пыльцы. Чтобы собрать такое количество некта-ра, пчелы каждой семьи должны посетить свыше 500 млн. цветков, в каждом из которых содержится 0,5 мг нектара.

Почти такое же коли-чество посещений цветков требуется для сбора пыльцы. Таким обра-зом, сильная пчелиная семья за сезон посещает свыше миллиарда цветков. Ни один другой вид насекомых не может сравниться с ме-доносной пчелой по объему проводимой опылительной работы. Но дело не только в количественных показателях. Важно, что медонос-ные пчелы зимуют большими семьями. Весной, когда численность диких насекомых-опылителей резко сокращается (у шмелиной се-мьи, например, остается только матка), пчелиная семья может на-править на сбор нектара и пыльцы 10-ти тысячную армию рабочих пчел, число которых по мере увеличения количества цветущих расте-ний возрастает с каждым днем.

В то время как большинство видов одиночных пчел относят к насекомым монотрофным (посещают цветки растений только одно-го рода или вида) или олиготрофным (посещают цветки ряда видов одного семейства), медоносная пчела, как политрофное насекомое, собирает нектар и пыльцу со всех доступных ей энтомофильных растений, принадлежащих к разным семействам, родам и видам.

При этом рабочие пчелы быстро переключаются на посещение целых мас-сивов растений тех или иных видов с начала их массового цветения, т. е. в периоды наибольшей потребности в опылителях. Для загрузки медового зобика за один вылет пчела должна посетить в зависимос-ти от нектаропродуктивности растения 80–150 цветков. Такое же число цветков она должна посетить для сбора пыльцы и формирова-ния обножек. В двух обножках пчелы массой около 15–20 мг содер-жится свыше 3 млн.

пыльцевых зерен. К телу пчелы, покрытому волосяным покровом, при многократном посещении цветков при-стают тысячи разнокачественных пыльцевых зерен, которые пере-носятся на рыльца пестиков. При этом каждый цветок посещается пчелами в течение его жизни обычно не один, а много раз.

Тем самым обеспечиваются наилучшие условия для избирательного опы-ления и оплодотворения. Вот почему в условиях интенсивного зем-леделия правильная организация опыления энтомофильных культур пчелами служит необходимым элементом агротехнического комп-лекса для получения высоких урожаев, улучшения качества продук-ции и снижения ее себестоимости.

Насекомоопыляемые растения

Насекомоопыляемые растения. Насекомых (пчёл, шмелей, мух, бабочек, жуков) привлекает сладкий сок – нектар, который выделяют особые желёзки – нектарники. Причём расположены они таким образом, чтобы насекомое, добираясь до нектарников, обязательно задело пыльники и рыльце пестика.

Нектаром и пыльцой насекомые питаются. А некоторые (пчёлы) даже запасают их на зиму.

Следовательно, наличие нектарников – важный признак насекомоопыляемого растения. Кроме того, их цветки обычно обоеполые, пыльца у них клейкая с выростами на оболочке, чтобы зацепиться за тело насекомого. Находят насекомые цветки по сильному запаху, по яркой окраске, по крупным цветкам или соцветиям.

У ряда растений нектар, который и привлекает насекомых, доступен многим из них.

Приспособленность растений к опылению

Так на цветущих маках, жасмине, бузульнике, нивянике можно увидеть и пчёл, и шмелей, и бабочек, и жуков.
Но есть растения, приспособившиеся к определённому опылителю. При этом они могут иметь особое строение цветка. Гвоздику, с её длинным венчиком опыляют только бабочки, длинный хоботок которых может добраться до нектара. Только шмели могут опылять льнянку, львиный зев: под их тяжестью нижние лепестки цветков отгибаются и насекомое, добираясь до нектара, собирает своим лохматым тельцем и пыльцу.

Рыльце пестика расположено так, чтобы пыльца, принесённая шмелём с другого цветка, обязательно на нём осталась.

Цветки могут иметь запах привлекательный для разных насекомых или пахнуть особенно сильно в разное время суток.

Многие белые или светлые цветки особенно сильно пахнут вечером и ночью – их опыляют ночные бабочки. Пчёл привлекают сладкие, «медовые» запахи, а мух – запахи для нас часто не очень приятные: так пахнут многие
зонтичные растения (сныть, борщевик, купырь).

Учёные провели исследования, которые показали, что насекомые видят цвета особым образом и каждый вид имеет свои предпочтения. Не зря в природе среди дневных цветков царствуют все оттенки красного цвета (а вот в темноте красный цвет почти не различим), а синего и белого гораздо меньше. Для чего так много приспособлений? Для того, чтобы иметь больше шансов, что пыльца не будет потрачена зря, а попадёт на пестик цветка растения того же вида.

Изучив строение и особенности цветка, можно предположить, какие животные его опылят.

Так, цветки душистого табака имеют очень длинную трубку из сросшихся лепестков. Следовательно, до нектара могут добраться только насекомые с длинным хоботком. Цветки – белого цвета, хорошо видны в темноте. Особенно сильно пахнут вечером и ночью. Опылители – бражники, ночные бабочки, которые имеют хоботок до 25 см длиной.

Самый крупный в мире цветок – раффлезия – окрашен в красный цвет с тёмными пятнами. Пахнет он тухлым мясом. Но для мух нет запаха приятнее.

Они и опыляют этот замечательный, редкий цветок.

У насекомоопыляемых растений в процессе эволюции выработалось ряд приспособлений:

1. Цветки крупные одиночные, яркоокрашенные.

4. Аромат цветков усиливается в большинстве случаев к ночи. Такие цветки опыляются ночными бабочками. Ландыш, роза, левкой, сирень — издают нежный, тонкий аромат, а цветки клевера, яблони, груши пахнут медом, поэтому всегда окружены роем пчел.

Наиболее широко известны и демонстративны приспособления цветов в отношении насекомых-опылителей. Так, клевер луговой имеет венчик, сросшийся в длинную трубку, поэтому его могут опылять насекомые с длинным хоботком.

Если у вида или группы видов растений формируется наличие какого- то признака, то, они совпадают по внешнему виду с посетителями. Общая структура многих цветков удивительно совпадает с размерами и строением тела насекомого – опылителя, при этом совпадают и территории их географического распространения – ареалы.

Хорошие примеры тому – виды родов борца и клевера, опылители которых – шмели и длиннохоботковые пчелы, так как цветки этих растений имеют венчик, сросшийся в длинную трубку. Когда клевер был впервые привезен в качестве сельскохозяйственной культуры в Австралию и Новую Зеландию, где не было этих насекомых, перекрестного опыления не происходило, семена не вызревали.

Для получения семян потребовалось завести в специальных коробках шмелей, и только после этого урожай семян клевера был получен.

Цветки, опыляемые жуками

Ряд современных видов покрытосеменных опыляется исключительно или преимущественно жуками. Цветки у них либо крупные одиночные (как у магнолиевых, лилейных, шиповника), либо мелкие и собраны в соцветие, как у бузины, кизила, спиреи и многих зонтичных.

Часто такие цветки посещают представители 16 семейств жуков, хотя основной пищей им служит сок вегетативных частей растений, плоды, помет или гниющие остатки. У жуков обоняние развито гораздо сильнее зрения, поэтому опыляемые ими цветки часто белые или неяркие, но имеют сильный запах, обычно фруктовый, пряный или напоминающий неприятный запах брожения. Некоторые опыляемые жуками растения выделяют нектар, в других эти насекомые кормятся непосредственно лепестками или пыльцой.

В большинстве случаев семяпочки хорошо защищены завязью и находятся вне досягаемости жующих челюстей опылителей.

Цветки, опыляемые пчелами, осами и мухами

Пчелы – важнейшая группа животных, посещающих цветки. Они опыляют больше видов растений, чем кто-либо еще. Пчелы живут за счет нектара, а рабочие особи собирают еще пыльцу на корм личинками. Их ротовой аппарат, щетинки на теле и другие придатки являются специальными приспособления, облегчающими сбор и перенос этих продуктов.

Многие виды пчел высоко специализированны в выборе посещаемых цветков, при этом они имеют морфологические и физиологические приспособления. Так, если они посещают растения крупных цветков, то аппарат для ее сбора снабжен грубыми щетинками, а если собирают нектар из цветков с длинной трубкой, то их ротовые придатки удлиненные.

Опыление растения пчелой.

Цветки, эволюционирующие вместе с пчелами, имеют броские, ярко окрашенные лепестки, обычно голубые или желтые, часто с особым узором, по которому насекомые могут без труда их опознать.
Для «пчелиных» цветков типичны нектарники у основания трубки венчика; они часто погружены так, что доступны только для специализированных ротовых придатков пчел и недосягаемы, например, для грызущего аппарата жуков.

Такие цветки, как правило, имеют своего рода «посадочные площадки». Например, мытник, растение, относящееся к семейству губоцветных и имеющее неправильной формы цветок. Тычинки его сложены вместе и таким образом, что пыльники оказываются в узкой шлемообразной губе венчика.

Отогнутая нижняя губа служит для насекомого посадочной площадкой. Чтобы достать глубоко спрятанный нектар, шмелям приходится с силой протискивать голову внутрь цветка. Они неизбежно расширяют щель верхней губы. При этом пыльники трутся друг о друга и порошкообразная пыльца сыплется прямо на голову насекомого.

Конечно же, шмель не испытывает от этого никакого неудобства: забрав нектар из одного цветка, он летит к следующему. Рыльце пестика у цветка мытника выступает из-под верхней губы так, что при первой же попытке проникнуть в цветок шмель непременно касается его своей обсыпанной пыльцой головой. Пыльца прилипает к липкой поверхности рыльца. Так совершается опыление – тот краткий акт, для осуществления которого предназначено все «оснащение» цветка: нектар, окраска, запах и, наконец, сложные конструктивные формы его.

Один из наиболее обычных посетителей цветков в северном умеренном поясе – шмели. Они не способны к полету, пока температура их мышц, приводящих в движение их крылья, не достигнет 32 ° С; для ее поддержания они должны постоянно кормиться на богатых нектаром цветках.

Такие растения, как живокость, люпин и иван-чай, регулярно посещаются шмелями.
Некоторые наиболее эволюционно продвинутые цветки, особенно у орхидных, образовали сложные проходы и ловушки, заставляющие пчел проникать внутрь них и выходить наружу по определенному пути. В результате пыльник и рыльце прикасаются к телу насекомого в определенной точке и в необходимой последовательности.

Цветки, опыляемые бабочками

Цветки, опыляемые бабочками, обычно бывают красными или оранжевыми.

У видов, как правило, опыляемых ночными бабочками, белые или бледно окрашенные очень ароматные цветки, как, например, у некоторых видов табака, причем их сильный сладкий запах часто проявляется только после захода солнца.

В цветках, опыляемых бабочками, нектарники часто находятся в основании длинной узкой трубки венчика или шпорца, откуда его могут достать только эти насекомые с их вытянутым сосущим ротовым аппаратом. Бражники, например, обычно не залазают в цветок, как пчелы, а зависают над ним, вставляя свой длинный хоботок в цветочную трубку.

Соответственно эти цветки не имеют «посадочных площадок», ловушек и сложного внутреннего устройства, как наблюдается при опылении пчелами. Есть и менее специализированные виды бабочек-опылителей, которые посещают более мелкие цветки с относительно короткими трубками. Насекомые по ним просто ползают.

Для растений, опыляемых насекомыми, характерны следующие признаки: – крупные одиночные цветки или мелкие, но собранные в хорошо заметные соцветия; – яркая окраска лепестков или листочков простого околоцветника; – наличие нектара или аромата; – крупная, липкая, шероховатая пыльца. Разные виды растений опыляются “своими” насекомыми, которые посещают только их цветки.

Насекомоопыляемые растения

Насекомое, заползая внутрь цветка, проникает своим хоботком в нектарник — в особое вместилище сладкого сока — нектара. Одни насекомые, например пчелы, собирают нектар в запас, другие тут же питаются им. Попутно насекомые вымазываются золотисто-желтой пыльцой. Перелетая с цветка на цветок, они переносят пыльцу на рыльца пестиков и, таким образом, способствуют опылению.

Эти «почтальоны» надежнее ветра, и потому растения, опыляемые насекомыми, образуют значительно меньше пыльцы, чем растения, опыляемые ветром. Примеры растений, опыляемыми насекомыми: бузина, крушина, липа, лютик, лапчатка, дербенник извилистый, переступень белый, ветренница лютиковая, У растений, опыляемых ветром, цветки диаметрально противоположны цветкам, которые опыляются насекомыми. Для растений, опыляемых ветром, характерны следующие признаки: – невзрачные мелкие цветки, часто собранные в соцветия, но мелкие, малозаметные; – перистые рыльца и пыльники на длинных свисающих нитях; – очень мелкая, легкая, сухая пыльца.

Поэтому цветки ветроопыляемых (анемофильных) растений невзрачны, не издают никакого запаха, не выделяют нектара. Околоцветник у них очень слабо развит или совсем отсутствует. Он здесь и не нужен. Напротив, выдвинутые далеко наружу пыльники свободно овеваются ветром (злаки, осоки) , который выдувает из них пыльцу и рассеивает по воздуху.

Даже легкий ветерок качает сережки, метелки, тычинки. Примеры ветроопыляемых растений: тополь, ольха, дуб, береза, орешник, рожь, кукуруза, ель, осина, вяз, ясень, граб, пшеница, просо.

Яркая окраска лепестков, наличие нектара и аромата, пыльца

Пчелы переносят пыльцу с одного цветка на другой, тем самым опяляя растения

Под опылением у растений обычно понимают перенос пыльцы с пыльников тычинок на рыльце пестика. Поскольку цветки есть только у покрытосеменных растений, то уместно говорить лишь об их опылении. Однако, например, опыление с помощью ветра есть у голосеменных.

Чаще всего перенос пыльцы у растений происходит с помощью насекомых или ветра.

Также встречается самоопыление в бутоне цветка, искусственное опыление (осуществляемое человеком), перенос пыльцы водой.

В природе широко распространено перекрестное опыление, когда пыльцой одного растения опыляются цветки другого.

Но самоопыление встречается не только у самоопыляемых растений, бывает что растение самоопыляется с помощью насекомых или ветра.

Опыление насекомыми

Многие цветковые растения опыляются насекомыми.

Такое приспособление выработалось у растений в процессе эволюции.

Энтомофильные растения

Они привлекают насекомых-опылителей сладким нектаром и пыльцой. Насекомое садится на цветок и пачкается пыльцой. Далее летит на цветок другого растения того же вида и оставляет там часть пыльцы с первого растения. Таким образом, второй цветок опыляется пыльцой первого. Пыльца же второго цветка может оказаться на рыльце цветка третьего растения и т.

Насекомоопыляемые растения обычно имеют либо яркие крупные цветки, либо соцветия. В любом случае они хорошо заметны. Часто цветки источают приятный или не очень запах, привлекающий насекомых.

Насекомые питаются не только пыльцой, но и нектаром, который выделяется нектарниками, находящимися обычно у оснований лепестков цветка.

В процессе эволюции не только растения приспосабливались к опылению насекомыми, но и насекомые приспосабливались к определенным цветкам растениям.

Поэтому в природе часто встречается явление, когда один вид растения опыляется только одним своим видом насекомого. Например, львиный зев опыляется только шмелями. (Но это не значит, что шмели опыляют только львиный зев.)

Опыление насекомыми считается наиболее эффективным, чем опыление ветром.

Поэтому при опылении насекомыми растениям не требуется производить огромное количество пыльцы.

Опыление ветром

Ветроопыляемые покрытосеменные растения по-видимому эволюционно возникли раньше насекомоопыляемых. При опылении ветром не нужны крупные пахнущие цветки или соцветия.

Однако требуется производить куда больше пыльцы, так как основная часть ее не достигает цели, опадает на землю и уносится мимо цветков.

Опыление ветром наиболее эффективно, если растения одного вида растут группами, а не по одному.

Так на кукурузном поле опыление почти точно произойдет, а вот если посадить несколько растений кукурузы в саду, то к осени получатся полупустые початки, так как на рыльца цветков попадало мало пыльцы.

Многие деревья являются ветроопыляемыми. Их пыльца легкая и сухая. Такие деревья растут зарослями (березовая роща, орешник) и цветут еще до распускания листвы, чтобы она не мешала переносу пыльцы.

У растений, которые специализируются на опылении ветром, мелкие невзрачные цветки, так как яркие и большие им не нужны.

Зато часто наблюдаются длинные тычиночные нити и крупные пыльники. Такие тычинки свисают из цветка, ветер их колышет, в результате чего из них легко высыпается пыльца и уносится ветром.

Опыление — перенос пыльцы с тычинок на рыльце пестиков.

Различают 2 типа опыления: самоопыление и перекрестное (насекомыми, искусственное, ветром).
Опыление — важный процесс, без которого не происходит образование плодов и семян.

Перенесение пыльцы с цветка одного растения на цветки другого называется перекрестным опылением.

Чаще всего перекрестное опыление осуществляется насекомыми, ветром, но может еще переноситься водой, птицами, животными.

У насекомоопыляемых растений в процессе эволюции выработалось ряд приспособлений:

Цветки крупные одиночные, яркоокрашенные.
2. Мелкие соцветия обычно собраны в соцветия, тоже яркоокрашенные.
3. Сладкий сок нектар, расположенный в глубине цветка и вырабатываемый особыми железками — нектарниками.
4.

Аромат цветков усиливается в большинстве случаев к ночи. Такие цветки опыляются ночными бабочками. Ландыш, роза, левкой, сирень — издают нежный, тонкий аромат, а цветки клевера, яблони, груши пахнут медом, поэтому всегда окружены роем пчел.

5. Пыльца крупная, липкая, шероховатая легко прилипает к мохнатому телу насекомых. Опыление насекомыми наиболее экономичный и эффективный способ, который широко применяется в сельском хозяйстве для повышения урожайности растений. С этой целью на полях гречихи, с садах специально расстанавливают ульи и получают в 2-3 раза урожай выше.

У ветроопыляемых растений выработались свои приспособления, отличающиеся от насекомоопыляемых:

Растут большими скоплениями.
2. Созревают много пыльцы.
3. Пыльца сухая, мелкая.
4. Зацветают раньше, чем распустятся листочки, чтобы пыльца не задерживалась.

5. Цветки мелкие, невзрачные, обычно собраны в соцветия, не издают запаха.
6. Пыльники на длинных ножках свисают из цветка.
7. Крупные и пушистые рыльца, как и тычинки, высовываются из цветка.
8. Не имеют нектарников. В природе опыление многих растений происходит с помощью ветра.

Что такое рефлекс? Рефлекторная дуга на примере коленного рефлекса.

Pефлекс — реакция организма на изменения внешней или внутренней среды, осуществляемая при посредстве центральной нервной системы в ответ на раздражение рецепторов.

Рефлекторная дуга — это путь, по которому раздражение (сигнал) от рецептора проходит к исполнительному органу.

Структурную основу рефлекторной дуги образуют нейронные цепи, состоящие из рецепторных, вставочных и эффекторных нейронов. Именно эти нейроны и их отростки образуют путь, по которому нервные импульсы от рецептора передаются исполнительному органу при осуществлении любого рефлекса.

Рефлекторная дуга состоит из пяти отделов:

1.рецепторов , воспринимающих раздражение и отвечающих на него возбуждением.

Рецепторы расположены в коже, во всех внутренних органах, скопления рецепторов образуют органы чувств (глаз, ухо и т.

Роль опылителей в природе и сельском хозяйстве

2. чувствительного (центростремительного) нервного волокна , передающего возбуждение к центру; нейрон, имеющий данное волокно, также называется чувствительным.

3. нервного центра , где происходит переключение возбуждения с чувствительных нейронов на двигательные; Центры большинства двигательных рефлексов находятся в спинном мозге.

В головном мозге расположены центры сложных рефлексов, таких, как защитный, пищевой, ориентировочный и т. д. В нервном центре происходит синаптическое соединение чувствительного и двигательного нейрона.

4.двигательного (центробежного) нервного волокна , несущего возбуждение от центральной нервной системы к рабочему органу; Центробежное волокно — длинный отросток двигательного нейрона.

Двигательным называется нейрон, отросток которого подходит к рабочему органу и передает ему сигнал из центра.

5. эффектора — рабочего органа, который осуществляет эффект, реакцию в ответ на раздражение рецептора. Эффекторами могут быть мышцы, сокращающиеся при поступлении к ним возбуждения из центра, клетки железы, которые выделяют сок под влиянием нервного возбуждения, или другие органы.

Коленный рефлекс относится к группе безусловных рефлексов.

Его можно проверить, попросив больного положить одно колено на другое и легко, но резко ударить в область под надколенником (в ямку). В норме конечность совершит разгибание. Физиология процесса основана на том, что при воздействии на мышечное сухожилие (четырехглавой мышцы бедра), оно растягивается и действует на мышцу разгибающую ногу. Это провоцирует самопроизвольное выпрямление ноги. Значение коленного рефлекса в обеспечении функции поддержания позы и равновесия.

Схема передачи основана на том, что импульс, полученный во время удара, от рецепторов (нервно-мышечных веретен) передается по аксонам к телам чувствительных нейронов (клеток, находящихся в узлах около спинного мозга).

Белокопытник гибридный - Petasites hibridus (Retz.) Reichenb.

Ветреница дубравная - Anemone nemorosa L.

Ветреница лютиковая - Anemone ranunculoides L.

Гусиный лук желтый - Gagea lutea (L.) Кег-Gawl.

Звездчатка средняя - Stellaria media (L.) Vill.

Калужница болотная - Caltha palustris L.

Кислица обыкновенная - Oxalis acetosella L.

Купальница европейская - Trollius europaeus L.

Ландыш майский - Convallaria majalis L.

Лютик едкий - Ranunculus acris L.

Мать-и-мачеха обыкновенная - Tussilago farfara L.

Медуница неясная - Pulmonaria obscura Dum.

Седмичник европейский - Trientalis europaea L.

Селезеночник очереднолистный - Chrysosplenium alternifolium

Сердечник луговой - Cardamine pratensis L. s. l.

Чистяк весенний - Ficaria verna Huds.

Белокопытник гибридный

Белокопытник гибридный - Pitasites hubridus (L.), Gaertn., сем. сложноцветных. Растет на влажных местах, по берегам речек, прудов и т.п. Из могучего разветвляющегося подземного корневища рано весной выходит цветочный стебель с чешуйчатыми листьями и многочисленными грязно-пурпуровыми цветочными корзинками, плотно собранными в прямостоящую кисть. Цветки все трубчатые: внутренние -- обоеполые, а краевые -- пестичные. Позже появляются очень крупные прикорневые листья, округло-сердцевидные, неравномерно-зубчатые, снизу бело-войлочные: защищая устьица, расположенные главным образом на нижней стороне листовой пластинки, от ветра, волоски тем самым уменьшают испарение воды. В листьях до осени идет образование органических веществ, откладываемых в корневищах, что обусловливает возможность раннего зацветания растения следующей весной (см. по этому поводу главу о весенней растительности). Плоды -- семянки с хохолком. Корневище применяется в медицине. Это растение циклом своего развития напоминает мать-и-мачеху.

Ветреница дубравная и лютиковая

Ветреница, или перелеска, -- Anemone L., сем. лютиковых. Наиболее обычными видами этого рода и наиболее сходными между собой являются:

ветреница дубравная, или в. белая,-- A. nemorosa L. и ветреница лютиковая, или в. желтая -- A. ranunculoides L. Обе растут в лесах, между кустарниками, частью на лугах. Они имеют почти горизонтальное, на небольшой глубине идущее корневище, которое с одного конца постепенно нарастает ветвится, а с другого -- отмирает. Корневище легко ломается, обнаруживая наполняющий его белый мучнистый материал -- главным образом крахмал, запасенный к следующему году. Из заложенных в корневищах почек рано весной быстро образуются надземные стебли с листьями и цветками. У ветреницы дубравной цветки обычно одиночные, на более или менее длинной цветоножке, околоцветник белого цвета, чаще всего шестилистный; большое количество тычинок с желтыми пыльниками, завязей 10--20. Плоды в виде семянок. Под цветком на стебле 3 листа, расположенных розеткой, на длинных черешках, с трехраздельной пластинкой.

Ветреница лютиковая отличается от белой тем, что цветки ее золотисто-желтые, притом встречаются не только одиночно, но, пожалуй, чаще по 2 на одном стебле; листья же короткочерешковые. У обоих этих видов в цветках много пыльцы, которая и потребляется многими насекомыми.

Наряду с перекрестным опылением возможно и самоопыление. На ночь и в дурную погоду цветоножки сгибаются и цветки поникают, а околоцветники закрываются. Ветреница дубравная обнаруживает явление термотропизма -- цветок ее обращается к солнцу. Это эффект скорее всего не светового, а теплового раздражения, что доказывается тем, что подобное же движение происходит и в темноте под влиянием источника теплоты. Вегетационный период обоих этих видов короткий, совпадающий приблизительно с тем временем, когда лиственный лес еще голый и пропускает к травянистым растениям много света.

Гусиный лук желтый

Гусиный лук, или гусятник, -- Gagea Salisb., сем. лилейных. Растет главным образом на полянах, в лесах и между кустарниками. Наиболее обычный вид у нас -- гусятник желтый, раннее весеннее растение, раскрывающееся золотисто-желтыми звездочками цветков. От маленькой подземной луковички, состоящей из одной мясистой чешуи, отходит один узкий длинный листок и рядом с ним цветочный стебелек. Наверху этот стебелек несет еще несколько листиков и разветвляется на несколько веточек, несущих каждая по одному цветку, которые и совокупности образуют зонтикообразное соцветие. Цветок имеет два круга листочков околоцветника -- лепестков по 3 в каждом, внутри желтых, снаружи зеленоватых; 6 тычинок, расположенных также в два круга; пестик с верхней трехгнездной завязью, столбиком и трехлопастным рыльцем. Цветни боя запаха. У основания листочков околоцветника имеются нектарники. Нектар доступен и короткохоботпым насекомым -- мухам, жукам Цветки слабо протерогиничны, т. е. только в начале цветения бывает пыльца и совершается перекрестное опыление; но вскоре раскрываются рыльца, пыльца еще остается, и растение самоопыляется. На ночь и в сырую погоду цветки закрываются. Семена имеют, придатки, питательные для муравьев, которыми и распространяются. Преобладает вегетативное размножение.

Звездчатка средняя

Звездчатка средняя, или мокрица, -- Stellaria media (L.) Vill. Сорная трава, растущая на огородах, полях, вблизи домов, дорог. Цветки весьма меленькие, и все растение небольшое. Листья яйцевидные, нижние -- черешковые, верхние -- сидячие. Стебель цилиндрический, ветвистый, часто в значительной мере лежачий, голый, за исключением одной волосистой полоски, сбегающей вертикально от одного узла к другому. По-видимому, клетки этих волосков поглощают воду, падающую на них в виде дождя или росы. Разорванные при пахоте части этого растения укореняются, благодаря чему мокрица сильно размножается. По вкусу напоминает шпинат и может употребляться в пищу как в свежем, так и в вареном виде.

Калужница болотная

Калужница болотная -- Caltha palustris L., сем. лютиковых. Растет по сырым местам -- заболачиваемым лугам, берегам канав, ручьев и т. п. От корневища отходит толстый, сочный стебель, кверху разветвляющийся, и много мелких корней; они идут неглубоко, так как и в верхнем слое сырой почвы достаточно влаги, устойчивость же растения обеспечивается их большим количеством. Листья с округло-сердцевидными или почковидными блестящими сочными большими пластинками, нижние --длинночерешковые, а кверху стебля постепенно переходят и сидячие, благодаря чему верхние листья не затемняют нижних. Довольно крупный золотисто-желтый околоцветник состоит из 5 листочков: снаружи, в особенности ближе к основанию, они зеленоватые. Очень много тычинок с желтыми пыльниками, вырабатывающими большое количество пыльцы, 5--8 пестиков. По бокам последних расположены нектарники. "Гак как последний находится не глубоко, то цветки калужницы посещаются короткохоботными насекомыми -- мухами, перепончатокрылыми и др., пользующимися нектаром и пыльцой. Плоды калужницы -- листовки -- имеют вид свернутых листочков, которые, по созревании, раскрываются с одной стороны, и из них затем постепенно разбрасываются семена, которые обладают способностью плавать по воде. В свежем состоянии калужница, как и все лютиковые, ядовита, что служит защитой от животных, но при высушивании или вываривании ядовитость исчезает; следовательно, в сене она неядовитая.

Кислица обыкновенная

Кислица обыкновенная, или заячья капуста,-- Oxalis acetosella L., „сем. кисличных. Растет в тенистых лесах (преимущественно еловых) и является одним из наиболее теневыносливых растений. На ползучем многолетнем корневище сидят маленькие чешуйчатые мясистые листья, переполненные запасом питательных веществ, и длинночерешковые надземные тройчатые зеленые листья с обратносердцевидными листочками. Их приспособленность к существованию в тони выражается в том, что они имеют относительно большую поверхность для собирания света, тонки и рыхлы -- проницаемы для рассеянного света. Притом расположены они таким образом, что не затеняют друг друга, образуя так называемую «листовую мозаику»: каждый лист находится в промежутке между другими, но не над ними и не под ними. Если солнечные лучи падают прямо па листья, то листочки опускаются; благодаря этому уменьшается нагревание, а следовательно, и испарение воды листьями. Такое же положение листья кислицы принимают ночью для «сна», а также перед наступлением ненастной погоды. Листья кислицы кислы от присутствия в них солей щавелевой кислоты, защищающей их от поедания улитками. Листья, образовавшиеся в данном году, перезимовывают. Новые листья выходят из земли главным образом во время цветения, которое происходит около середины лета. Молодые листья веерообразно сложены -- каждый листочек сложен пополам, а сверх того, все три наложены друг на друга и наклонены благодаря изгибу черешка вниз, -- этим сокращается поверхность испарения нежного молодого листа. В таком положении нераспустившиеся почки выходят из земли: изгибом черешка, как бы клином, прокладывается путь для нежной почки. Нежные цветки кислицы имеют чашечку из 5 чашелисти-ков, венчик из 5 раздельных, большей частью белых с розовыми жилками, иногда розовых лепестков, 10 тычинок, из которых 5 длиннее остальных, пятигнездную завязь. У основания лепестков -- нектарные железки. В этом месте лепестки имеют желтое пятно, которое, таким образом, является для насекомых указателем пути к нектару. Опылители -- осы, мухи, пчелы. Если перекрестного опыления не произошло, то совершается самоопыление: пыльники длинных тычинок прикладываются к рыльцу. Сверх того, у кис-лицы образуются под землей клейстогамные, т. е. нераскрывающиеся и са-моопыляющиеся, цветки. На ночь и в дурную погоду обыкновенные цветки кислицы закрываются, защищаясь тем от охлаждения внутренних частей водой. К концу лета созревают пятигнездные коробочки с большим коли-чеством семян. Созревшая коробочка растрескивается и закручивается, вы-ворачиваясь наизнанку, отчего семена выбрасываются через отверстие ко-робочки на влажную почву.

Листья богаты витамином С, применяются для изготовления салатов, супов и соусов как заменитель щавеля.

Купальница европейская

Купальница европейская -- Trollius curopaeus L., сем. лютиковых. Растет на сырых местах, лугах, лесных полянах, между кустарни-ками. На длинных маловетвистых стеблях, с пальчатораздельными листьями-- одиночные, крупные цветки. Чашечка состоит из многих чашелисти-ков лимонно-желтого цвета и производит впечатление венчика. Чашечканикогда вполне не раскрывается, почему цноток имеет форму шара или бубенчика. На дне его располагаются кругом многие лепестки -- узкие, плоские, оранжевого цвета, превращенные п поктарники; у основания каждого из них имеется маленькая ямка, выделяющая нектар. Внутри -- многочис- ленные тычинки, спирально расположенные вокруг сложного пестика. Внутренние части цветка хорошо защищены от дождя и мелких насекомых, бес-полезных для опыления. Когда цветок созрел, чашелистики не столь плотно сомкнуты, так что крупные насекомые -- пчелы и шмели -- в состоянии раздвинуть их, добраться до пыльцы и нектара. Сначала созревает наружный круг пыльников, изгибаясь при этом так, что пыльники располагаются у нектарников; потом его место постепенно занимают следующие круги.

Ландыш майский

Ландыш майский -- Convallaria majalis L., сем. лилейных, подсем.спаржевых (имеющих плод-ягоду). Растет и лесах, преимущественно лиственных. Из ползучего корневища весной пробивается в виде конуса листовая почка, пробуравливающая землю острием. Она окружена упругими лиловатыми влагалищами листьев. Из нее образуется йотом большей частью 2 (роже 3) листа -- длинночерешконых, с крупными эллиптическими, дугонервными пластинками, покрытыми восковым налетом. Черешок одного листа обхватывается, как влагалищем, черешком другого. Значительный размер пластинок, их рыхлость и нежность соответствуют условиям жизни ландыша в тени. Отходящая от корневища цветочная стрелка, сверху трехгранная, несет кисть мелких, белых, в виде колокольчиков, цветков, сильно и приятно пахнущих и к кисти красивых, почему ландыш является любимым цветком человека. Цпетки -- на коротких цветоножках, выходящих из пазух мелких кожистых листочков. Хотя цветоножки отходят с разных сторон стебля, по псе же цветки наклонены более или менее в одну сторону. Околоцветник и цветке простой, гиестизубчатый -- образовался сращением 6 лепестков; тычинок 6 с короткими нитями, пестик с трехгнездной завязью, длинным, сравнительно с тычинками, столбиком и трехгранным рыльцем. Опыляется ландыш насекомыми, находящими в нем нектар. Благодаря пониклому положению колокольчиков разные цветки ландыша не нуждаются в особой защите от дождя. Цветущие побеги ландыша появляются через 2--3 года, поэтому большинство наземных его побегов цветков не имеет. Плоды ландыша -- красные ягоды, поедаемые осенью лесными птицами, распространяющими семена ландыша, невредимо проходящие, благодаря плотной оболочке, через кишечник. Ландыш -- растение ядовитое, особенно цветы, что защищает его от животных. Относится к числу средств, регулирующих сердечную деятельность. Применяется спиртовая настойка из травы (листьев и цветков) или водный настой из цветков. Цветки применяются также в парфюмерном производстве.

Лютик едкий

Лютик едкий -- Ranunculus acris L. Весьма распространен на лугах, полях и пр. Нижние листья глубоко ланчатораздельные с линейны-ми долями, сидячие. Стебель и черешки покрыты мягкими волосками. Цве-тет с весны до осени. Цветки желтые, блестящие (словно покрытые лаком или вымазанные маслом). Сначала созревают пыльники наружных кругов тычинок и происходит перекрестное опыление с помощью насекомых. Под конец созревают внутренние тычинки. Удлиняясь, они соприкасаются с рыльцами, и происходит самоопыление. На ночь и в дурную погоду цвет-ки смыкаются и наклоняются. Травоядные животные не трогают этого растения, так как в нем имеется ядовитый сок. При высыхании ядовитое вещество исчезает, так что в сене лютик безвреден.

Мать-и-мачеха обыкновенная

Мать-и-мачеха -- Tussilago farfara L., сем. сложноцветных. Растет преимущественно на глинистых почвах -- по канавам, берегам рек, обрывам, склонам и т. п. По времени цветения это в северной половине Республики самое раннее весеннее растение, но с длинным периодом вегетации. Еще снег не успевает сойти, как на пригреваемых солнцем местах появляются желтые цветочные корзинки мать-и-мачехи. Они расположены на концах стеблей, опушенных и с мелкими чешуйчатыми буроватыми листиками. Краевые цветки в корзинках язычковые, расположенные в несколько рядов, только женские; срединные -- ворончато-трубчатые -- функционируют только как мужские (так как семяпочки в завязи недоразвиваются). Протерогиния препятствует самоопылению. Поэтому опыление перекрестное, но под конец цветения, при закрывании корзинок, возможно опыление цветками той же корзинки (гейгоногамия). Закрывание корзинок и поникание происходит в пасмурную погоду и ночью. По окончании цветения корзинки также закрываются и поникают, причем теперь происходит созревание плодов и удлинение стебля. Когда плоды созрели, соплодие в виде пушистой головки (как у одуванчика) открывается -- на удлинившемся стебле плоды более свободно могут разноситься ветром. Плоды -- семянки с летучкой из многих шелковистых волосков. По созревании плодов и увядании цветочных стеблей на смену развиваются большие угловатые округло-сердцевидные листья, сначала опушенные с обеих сторон, потом только с нижней. Опушение с верхней стороны молодых, нежных листьев имеет значение защиты от чрезмерного нагревания солнечными лучами, когда солнце ярко светит; у более взрослых и плотных листьев, с более развитой кожицей, это нагревание не так опасно. Опушение с нижней стороны, где главным образом расположены устьица, защищает их от движения воздуха (ветра), а, следовательно, также от черзмерного испарения воды. Верхняя сторона листьев, не имеющая опушения, при прикосновении ею к щеке по сравнению с нижней стороной производит ощущение более холодной, откуда и название растения (мать обозначает кажущуюся более теплой нижнюю сторону, а мачеха -- верхнюю). В листьях до осени происходит приготовление органических веществ, отлагаемых в сильно развитом ползучем, ветвистом корневище. На нем с осени закладываются и цветочные почки. Корневище с одного конца удлиняется, а с другого отмирает. Листья мать-и-мачехи имеют лечебное применение, входя в состав так называемого грудного чая (от кашля).

Медуница неясная

Медуница неясная, или м. лекарственная,-- Palmonaria obscura Dum., сем. бурачниковых. Раннее весеннее растение, растущее в редких, преимущественно лиственных лесах и кустарниках, у которого сначала вырастают из корневища стебель с листьями, а вслед за ними сразу же и цветки. Растение шершавое от коротких жестких волосков, к которым в верхней части растения и на верхней поверхности листьев примешиваются мягкие, длинные железистые волоски. Прикорневые листья яйцевидные, с крылатым черешком, выше расположенные -- сидячие, продолговатые. Раннее появление листьев у растений, растущих под пологом деревьев, имеет то значение, что дает возможность использовать солнечные лучи, проникающие через голые, не покрывающиеся еще листвой ветви. Цветки медуницы, собранные на конце стебля в соцветия в виде малоцветковых завитков, при распускании венчика бывают красными или розовыми, затем становятся фиолетовыми и под конец синими; это изменение окраски происходит вследствие изменения химических свойств клеточного сока, в котором растворен пигмент. Так как отдельные цветки, собранные в соцветия, находятся па разных стадиях развития, то обычно наблюдается одновременное присутствие в соцветии различно окрашенных цветков, чем создается цветовой контраст, делающий цветки более заметными. Цветки имеют двойной сростнолистный околоцветник. Чашечка зеленая пятизубчатая; венчик трубчато-ворончатый, пятилопастной; тычинок -- 5; пестик 1 с нижней завязью, столбиком и двухлопастным рыльцем. В зеве венчика имеется 5 пучков волос, защищающих нектар от дождя и от мелких насекомых, которые не могли бы произвести опыление. Так как трубка венчика, на дне которой выделяется нектар, длинна и узка, то она доступна только длиннохоботным насекомым, в первую очередь пчелам и шмелям. Цветки медуницы гетеростильны (разностолбны): у одних экземпляров растения цветки с длинным столбиком и короткими тычинками (эти цветки крупнее), у других -- наоборот. Таким отделением пыльников от рылец затрудняется самоопыление. Опыты показали, что самоопыление, если его произвести так же, как и опыление пыльцой с другого цветка, но такой же формы, не приводит к образованию плода. Чтобы плод образовался, нужно скрещивание цветков разной формы, следовательно, опыление высоко стоящего рыльца пыльцой высоко стоящего пыльника, и наоборот. Плод -- орешек шаровидно-яйцевидной формы. Прикорневые листья могут быть использованы для изготовления салатов, супов, пюре.

Седмичник европейский

Седмичник европейский -- Trientalis europaea L., сем. первоцветных. Небольшое растение, растущее в лесах, в особенности на торфянистых местах, расцветающее во второй половине весны. Имеет простой прямостоячий стебель с эллиптическими листьями, большинство которых сближены на верхушке стебля в виде розетки. Общее число листьев -- большей частью 7. Цветок белый или розоватый. В строении его также выдержано число 7: чашечка и венчик цветка имеют по 7 сросшихся у основания чашелистиков и лепестков, тычинок 7. Зрелая плодовая коробочка растрескивается на 7 частей. В этом растении ярко отображены особенности растений, растущих в тенистых сырых местах (гидрофильный тип): листовая поверхность относительно большая, листовые пластинки рыхлые, нежные, без приспособлений против испарения и проницаемые даже для слабых (рассеянных) солнечных лучей, цветки нежные.

Селезеночник очереднолистный

Селезеночник очереднолистиый -- Chrysosplenium alternifoliam L., сем. камнеломковых. Маленькое раннее весеннее сочное растение, растущее большими группами на сырых местах, в особенности около ручьев. Небольшой трехгранный стебель; почковидные листья, нижние (прикорневые) -- с длинными черешками; ползучее корневище -- тонкое, с малым запасом органических веществ, в связи с чем находится малый размер этого быстро вырастающего растения. Цветок -- без венчика; четырехраздельная чашечка с внутренней стороны желтая: 8 тычинок, из которых 4 супротивны чашелистикам; 4 -- в промежутках между ними; столбиков 2, кругом них нектарник дисковидной формы. В открытых цветках часто видны капельки нектара, доступного короткохоботным насекомым -- мухам, комарам, жукам. Несмотря на невзрачность отдельных мелких цветков селезеночника, они заметны издали, так как собраны скученными полузонтиками на верхних -- прицветных -- листьях, окрашенных также в ягелтоватый цвет; к тому же растения эти, как сказано, растут группами. Рыльца и пыльники созревают одновременно, но они удалены друг от друга, что благоприятствует перекрестному опылению. Позже цветки поникают и пыльца попадает па рыльце, так что самоопыление оказывается возможным в качестве запасного средства. В дождливую погоду, когда дождь препятствует насекомым опылять это растение, их функцию, по-видимому, исполняют слизняки. Молодые листья употребляются в пищу (по вкусу напоминают кресс-салат).

Сердечник луговой

Сердечник луговой -- Cardamine pratensis L. (фото 80). Имеет прямостоячий полый стебель; листья перистые, с круглыми липочками у прикорневых листьев и линейными у стеблевых. Цветки устроены пак у других крестоцветных, с бледно-розовато-лилопыми лепестками и желтыми пыльниками, собраны в небольшую кисть. На ночь и в непогоду цветочная кисть сердечника вследствие загибания верхушки стебля склоняется книзу, благодаря чему цветки, принявшие опрокинутое положение, защищаются от попадания внутрь влаги и от потери тепла. Такое положение можно вызвать искусственно, ударяя или встряхивая стебель несколько раз подряд. То же может быть вызвано порывами ветра, часто предшествующего дождю. Листья прикорневой розетки этого растения легко обламываются, причем отломившийся лист дает придаточную почку, развивающуюся в новое растение. Равным образом и неотламывающиеся нижние листья в месте соприкосновения с влажной почвой или водой образуют почки, из которых развиваются новые растения, что обычно происходит осенью и является дополнительным способом размножения этого растения.

Чистяк весенний

Чистяк весенний, или жабник, -- Ficaria verna Huds., сем. лютико-вых. Раннее весеннее растение, с коротким периодом вегетации, растущее на сырых местах. Стебли малоподнимающиеся, что рано весной не имеет значения, так как нет еще других затеняющих травянистых рас-тений. Листья почковидные, нижние -- на длинных черешках, благодаря чему они не затеняются верхними. Листовые пластинки сочные, нежные, голые, т. е. без приспособлений против испарения воды, в которых весной на сырой почве нет нужды. Листья ядовитые, что служит защитой от пое-дании их животными. Главный корень не развивается; придаточные -- пере-полняются питательными веществами -- превращаются в корнеклубни, служащие для вегетативного размножения. Только благодаря этому зара-нее заготовленному запасу питательных веществ и возможен быстрый рост растения necnoii. Для вегетативного размножения служат, сверх того, об-разующиеся в листовых пазухах выводковые почки или пазушные клубень-ки. И те и другие для прорастания нуждаются в периоде покоя. Клубни начинают прорастать осенью, но потом останавливаются; по-видимому, им нужно зимнее охлаждение. Цветки ярко-желтые, золотистые, имеют трех-листную чашечку, 6-- 0 лепестков, много тычинок и много пестиков. Хорошо заметны на темно зеленом фоне, чем привлекают на-секомых, которых угощают пыльцой и нектаром, выделяемым у основания лепестков. В дурную погоду и на ночь закрываются (не наклоняясь). Пло-ды-- листовки, но их образуется очень мало, вследствие чего преобладает вегетативное размножение. Молодые и цветущие растения ядовиты, но после отцветания становятся годными в пищу. В пищу употребляются богатые крахмалом корнеклубни (в вареном виде), листья (в салатах), цве-точные бутоны (маринованные, как каперсы).

Рано весной в широколиственном лесу еще издали бросается в глаза с лиловыми цветками медуница лекарственная (мдуница неясная)(Pulmonaria officinalis или P. obscura ) (рис. 136), семейство бурачниковые (Boraginaceae). Медуница – растение, обладающее ярко выраженным подснежным развитием. Цветочные почки после созревания плодов отмирают. Вегетативные побеги не обладают подснежным развитием, они ассимилируют летом при полном затенении, сохраняясь в зеленом виде до глубокой осени.

Только что раскрывшиеся цветки имеют ярко-розовую окраску, в дальнейшем она становится фиолетовой, и наконец, синей. Здесь имеет место изменение реакции клеточного сока от кислой (розовая окраска) к щелочной (синяя окраска). За это свойство цветков менять свою окраску в народе называют медуницу «Иван-да-Марья». Такое название имеют растения с двойной окраской венчика. Цветки медуницы обладают еще одной интересной особенностью. Они имеют так называемую гетеростилию, или разностолбчатость, своеобразное приспособление, обеспечивающее растениям перекрестное опыление. Если сравнивать цветки медуницы, то более крупные имеют длинный столбик и короткие ты-

чинки, 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. Цветы медуницы с нектаром, выделяемым четырехлопастной железкой под завязью. При самоопылении, а также при опылении пыльцой других экземпляров той же формы, плоды не развиваются. Если же искусственно задержать посещение цветов насекомыми, то плоды также не образуются. Отбор насекомых-опылителей производится расположением нектара в самом основании трубки венчика, вследствие чего его могут достать только такие насекомые, у которых хоботок не короче 8 мм. Перекрестное опыление производится шмелями и бабочками.

На фоне ярких цветов ранневесенников рано весной выделяется своими перезимовавшими темнозелеными листьями копытень европейский(Asarum europaeum ) (рис. 18). Цветение у копытня начинается очень рано, как только его темно-красные цветки покажутся из почек, находящихся непосредственно на корневищах, лежащих на земле. Цветы невзрачны и малозаметны под листьями. Они имеют трехчленный околоцветник, нижняя завязь и 12 тычинок, которые первоначально отогнуты книзу; в центре помещается столбик с широким 6-лопастным рыльцем. В цветке наблюдается одновременное созревание половых органов. Рыльце копытня бывает готово для восприятия пыльцы значительно раньше, чем раскрываются пыльники, даже до того, как раскроется сам цветок. До раскрытия цветка, когда листочки околоцветника еще соединены, в щели между ними проникают различные мелкие мушки и, если они побывали до этого на другом цветке и испачкались в его пыльце, опыляют цветок. Насекомых, по-видимому, привлекает в цветке копытня своеобразный перечный запах, присущий всем частям растения. В дальнейшем при созревании пыльников, листочки околоцветника расходятся, насекомые пачкаются в пыльце и, опсыпанные ею выбираются наружу и перелетают на соседний цветок.

В начале цветения у копытня бывают отогнуты вниз, впоследствии же по мере отцветания они меняют свое положение и, выпрямляясь, соприкасаются своими пыльниками с лопастями рыльца. В результате происходит самоопыление, которое здесь является резервным. Цветки копытня обладают высокой плодовитостью.

Семена распространяются муравьями, которые съедают мясистый придаток, не трогая само семя, и растаскивают их по всему лесу. В народе копытень называют лесным перцем, за легкий приятный аромат свежерастертых листьев, а англичане его зовут диким имбирем.

В широколиственных лесах часто встречаются также пролесник многолетний (Mercurialis perrenis ) (рис. 25) из семейства молочайных, но без млечного сока. Несмотря на свое раннее развитие, которое начинается еще с осени и продолжается под снегом зимой, пролесник сохраняет зеленые листья до глубокой осени и летом господствует в травяном покрове леса. Ранней весной на ее еще невысоких стеблях в пазухах листьев бывают заметны длинные, несколько согнутые сережки, состоящие из мелких, невзрачных цветков. Они однополые. Мужские цветы состоят из трехраздельных околоцветников и 9-12 тычинок, а женские имеют двухгнездную завязь с двумя нитевидными столбиками и клейкими рыльцами. Пролесник двудомное растение, мужские и женские цветы находятся на различных экземплярах, так как пролесник прекрасно размножается при помощи подземных корневищ, он всегда растет большими зарослями-клонами; одни из них являются мужскими, а другие – женскими. Пролесник опыляется при помощи ветра, поэтому ее цветки лишены нектара и аромата, они невзрачные.

В истории ботаники пролесник известен тем, что он был одним из первых объектов опытов Р. Камерариуса в 1691 году по доказательству существования пола у растений. Почти все части пролесника ядовиты.

Наиболее широко распространенными раннецветущими растениями широколиственного леса являются вереницы, хохлатка, чистяк, гусиные луки.

Ветреница лютичная (Anemone ranunculoides ) (рис. 139) представляет собой корневищное растение с невысоким тонким стеблем, несущим мутовку из трех тройчаторассеченных листьев, которые отличаются от листьев, отходящих от корневища, только короткими черешками. Зацветает в конце апреля – начале мая; к концу мая надземные части растения отмирают и под землей остаются лишь корневища, состоящие из утолщенных коротких члеников.

Цветки одиночные или в числе двух (редко более), на длинных цветоножках, правильные. Околоцветник простой, венчиковидный из 5 ярко-желтых, снаружи опушенных лепестков. Тычинки и пестики многочисленные.

Когда после снегосхода коленчато-изогнутый стебель пробивается сквозь почву и лесную подстилку, листья защищают бутон цветка с простым околоцветником, выполняя роль чашечки. Ветреницы подобно всем раннецветущим растениям обладают подснежным развитием. Осенью на верхушке корневища в почве можно видеть все части растения, которые разовьются весной, но для нормального развития растения требуется длительное воздействие низких температур. Рост почки начинается в январе, в феврале на побегах можно видеть сформированные бутоны, в марте растение выходит из почвы и развивается под снегом. В середине апреля стебли со свернутыми листьями и развитыми бутонами имеют 3 см длины.

Цветет ветреница лютичная в пригороде г. Чебоксар в третей декаде апреля – первой декаде мая, в июне надземные части растения отмирают, а заложившиеся почки впадают в состояние покоя. За этот короткий срок в корневище откладываются питательные вещества, благодаря которым становится возможным раннее цветение. В цветке ветреницы лютичной образуются большое количество пыльцы, за которой прилетают пчелы, шмели и другие насекомые. Ночью и в плохую погоду цветки закрываются и поникают, это защищает пыльцу от сырости.

Сходными биологическими особенностями характеризуются ветреница дубравная, цветки которой имеют белую окраску и больше по размеру (крупнее). Ветреница дубравная в Чувашии является охраняемым растением, так как ее численность ежегодно сокращается в лесах вокруг больших населенных пунктов.

В наших лесах широко распространены гусиный лук желтый (Gagea lutea ) (рис. 140) и гусиный лук малый(G. minima ) семейство лилейные (Liliaceae ), зимующим органом которых является луковица. У гусиного лука желтого осенью на луковицах имеются маленькие побеги. Весеннее развитие начинается в январе; в конце февраля листочки пробивают опавшие листья и соприкасаются со снегом; ко времени снегосхода листья имеют зеленую окраску и достигают до 10 см длины. Хлорофилл образуется под снегом в конце зимы. До распускания соцветия защищено двумя стеблевыми листьями; прикорневой лист имеет шиловидную верхушку, пробивающую лесную подстилку. Цветки гусиного лука не имеют запаха, закрываются на ночь и в пасмурную погоду. При основании листочков околоцветника имеются нектарники. Перекрестное опыление при помощи пчел и жучков возможно только вначале цветения, благодаря слабой протерогонии. Ко времени созревания плодов – трехгранных коробочек, стебель поникает до земли. Это облегчает доступ к семенам муравьев, которые растаскивают семена, имеющие маслянистые придатки.

Гусиный лук малый отличается меньшими размерами, двумя луковицами и иными условиями существования, т. е. в пониженных местах рельефа.

Рис. 139. Ветреница лютичная Рис. 140. Гусиный лук желтый

(Anemone ranunculoides ) (Gagea lutea )

Спутником гусиного лука в широколиственных лесах являют-

ся хохлатки(Corydalis ). В лесах Чувашии распространены 3 вида: хохлатка Галлера(C. Halleri ) (рис. 141), хохлатка средняя (C. intermedia )и х. Маршалла(C. Marschalliana ) семейство дымянковые (Fumariaceae ). Они широко встречаются всюду, где растут дубы и подобно другим раннецветущим растениям, характеризуются подснежным развитием. Клубнелуковицы прорастают осенью, в течение первой половины зимы находятся в состоянии покоя, а в феврале трогаются в рост. Первый лист хохлатки Галлера и средней отличаются от остальных, сильно изрезанных листьев. Он имеет светлую и заостренную верхушку. Первоначально все соцветие защищено листом, пробивающим сквозь почву. Зигоморфные цветки собраны в соцветие – кисть и издает аромат. Нектарник скрытый в глубине длинного шпорца верхнего лепестка, и опыление производится длиннохоботными пчелами; шмели и муравьи часто прогрызают шпорец, собирая нектар. Семена распространяются муравьями, поедающими мясистые придатки.

Надземные побеги в конце мая полностью отмирают, в почве остается клубнелуковица, которая ежегодно обновляется. У хохлатки смена клубнелуковицы начинается еще до цветения растения. Если ранней весной, когда хохлатка только начинает разви-

ваться, сделать срез через клубень, то в середине старого клубня можно заметить белое колечко нарастающегося нового молодого клубня. Это колечко будет постепенно утолщаться и к разгару цветения хохлатки превратится в новый клубень. В прошлогоднем клубне расходуются питательные вещества на развитие растения, позднее совсем вытесняются нарастающими изнутри новым клубнем. Новая клубнелуковица прикрывается отмершим прошлогодним.

Рис. 141. Хохлатка Галлера.

1 – цветонос и пластинка листа, 2 – клубнелуковица в разрезе, 3 – цветок,

4 – цветок (увеличенный)

Процесс смены клубнелуковицы хохлатки, а также чистяка можно проследить на одной экскурсии, только для этого надо отыскать как цветущую, так и начинающие только развиваться особи и, уловив на них отдельные моменты наблюдаемого явления.

Клубнелуковицы хохлатки имеют стеблевое происхождение.

Клубни чистяка (Ficaria verna ) (рис. 142) представляют собой утолщенные придаточные корни. Во время цветения чистяка насекомых мало, поэтому растение размножается главным образом вегетативно. Вегетативное размножение происходит при помощи корневых клубней и выводковых почек, образующихся в пазухах листьев. Вскоре после отцветания образуются единичные плоды, и все растение желтеет и отмирает в первой половине июня. В течение лета чистяк находится в состоянии покоя. Его развитие начинается в сентябре-октябре, когда прорастают стеблевые бульбочки и корнеклубни. Однако даже в теплую, продолжительную осень дальнейшего развития не происходит, т. е. для нормального развития чистяка требуется промораживание клубней. С ноября по январь наблюдается зимний период покоя, а в январе под снежным покровом почки трогаются в рост. Каждый побег, развивается из клубня, имеет форму клина, который пробивает землю благодаря футляру из кожистых бесцветных листочков. В конце января побеги появляются на поверхность почвы и покровные листочки прекращают рост. В марте начинается развертывание настоящих листьев, а в середине апреля стебли достигают 5-6 см в длину и имеют слабо позеленевшие листочки и бутоны.

Цветы одиночные на длинных цветоножках, актиноморфные, с двойным околоцветником. Чашечка из трех желтовато-зеленых листочков, опадающих вскоре после распускания цветка. Венчик из 6-14 золотисто-желтых блестящих лепестков. У основания лепестка нектарная ямка, прикрытая маленькой, двулопастной чешуйкой. Тычинки и пестики многочисленные. Опылителей у чистяка много: его нектар доступен для мух. Многие весенние насекомые кормятся на желтых цветках чистяка: мухи, пчелы, жуки и др.

На ночь цветки чистяка закрываются. Лепестки смыкаются и в дождливую погоду. Пыльца защищена от сырости. Органы размножения цветка не страдают от ночных холодов. Семена чистяка разносят муравьи.

Рано весной у чистяка уже можно найти зачатки новых клубней. В это время они появляются под землей в виде маленьких выростов в нижней части стебля. К началу зацветания растения они значительно подрастают. К моменту цветения чистяка белые выросты превращаются в новые клубни, резко выделяющиеся среди прошлогодних клубней. Клубни прошлого года тоже изменяются, питательные вещества расходуются на развитие растения и клубни из твердых делаются постепенно мягкими, а позднее совсем сморщиваются и сгнивают. Для следующего года питательные вещества откладываются в новых клубнях.

Рис. 142. Чистяк весенний (Ficaria verna )

В пазухах расширенных черешков листа чистяка формируются грязно-желтые почки, похожие на клубни. Они заполнены запасом питательных веществ. Когда чистяк отцветает и начинают вянуть, почки выпадают из листовых пазух. Потоки дождевой воды могут далеко унести их от материнского растения; чистяк расселяется. Но многие почки останутся на месте, и за их счет расширяется заросль чистяка.

Чешуи, покрывающие побеги и корневища Петрова креста – видоизмененные листья. В них есть полости, открывающиеся наружу узкими щелями. Предполагают, что эти полости служат для испарения воды: особые приспособления к условиям подземной жизни. Цветки Петрова креста неправильные. Опыляют насекомые – шмели, которые обеспечивают перекрестное опыление. Раньше в цветке созревает рыльце, чем тычинки, пыльников которых еще долгое время остаются замкнутыми. В это время цветки могут опыляться пыльцой, доставляемой шмелями с других более развитых экземпляров. Затем подрастают тычинки, а столбик, ранее крючковидно загнутый, выпрямляется, благодаря чему рыльце отодвигается от пыльников. В этой стадии прилетающее насекомое сначала встречает на свеем пути рыльце, и оставив на нем часть принесенной пыльцы, достигает пыльников. Эти пыльники сомкнуты в виде шипчиков и, раздвигая их, насекомое пачкается в пыльце. Если многие цветы Петрова креста остаются неопыленными насекомыми, то ко времени отцветания столбик завядает, подрастающие тычиночные нити выставляют пыльники за край венчика и пыльцу может перенести ветер на соседнее более молодые цветки той же кисти, с еще не завядшим пестиком. Это является своего рода резервом на случай, если цветки остались, не посещенными шмелями и в пыльниках сохранилось достаточное количество пыльцы.

Петров крест образует большое количество мельчайших семян. Их рассеивает ветер. Лишь немногие из семян дадут новые растения: и не всегда корешки проростка достигают корня живого лиственного дерева.

Как было отмечено выше, у растений, характеризующихся способностью вегетировать и цвести ранней весной, существует определенная зависимость между скоростью их развития и осенней подготовкой зимующих почек. Раньше зацветают растения, у которых в зимующей почке имеется вполне сформировавшийся цветок.

Рано весной, даже люди, которые не знакомые с ботаникой, обращают внимание на ранние цветки мать-и-мачехи (рис. 143) (Tusillago farfara ), семейство сложноцветные (Asteraceae), расцветающие еще до полного удаления снежного покрова в начале апреля, на южных хорошо прогреваемых, защищенных местах. Мать-и-мачеха встречается повсеместно. Соцветия – корзинки сидят на едва возвышающихся над землей толстых бледно-зеленых стеблях, покрытых розоватыми чешуйчатыми листочками. Настоящие листья у мать-и-мачехи появляются позже. В земле находятся сочные мясистые корневища с запасом питательных веществ, образованных прошлогодними листьями. На корневище имеются маленькие чешуйки.

Как только сходит снег, из нескольких почек корневища поднимаются цветочные побеги. Обычно мать-и-мачеха массово зацветает сразу после снегосхода. Соцветия мать-и-мачехи полностью сформированы в конце лета и располагаются они почти у поверхности почвы. Некоторые ботаники считают, что генеративный побег, сформированный в прошлом году, весной заканчивает свое развитие. После цветения из других почек корневища вырастают новые побеги, но уже без цветов, а с большими зелеными листьями. Эти листья будут в течение лета синтезировать органические вещества, которые обеспечат растению возможность цветения будущей весной. В ясную солнечную погоду соцветия поворачиваются в сторону солнца, к вечеру и в пасмурную погоду корзинки поникают, а листочки обертки выпрямляются, так что все соцветие замыкается. Это способствует сохранению пыльцы, еще не успевшей высыпаться из треснувшихся пыльников. Цветы опыляются насекомыми, вблизи завязи выделяется нектар, пыльца клейкая, рыльца созревают раньше пыльников. Мать-и-мачеха является первым медоносом и лекарственным растением. При закрывании и открывании цветка возможно самоопыление.

Таким образом, корневище мать-и-мачехи выполняют две функции: 1) как вместилище запасных питательных веществ; 2) орган вегетативного размножения, они располагаются в несколько ярусов, на разной глубине.

1 б

1а

Рис. 143. Мать-и-мачеха (Tusillago farfara )

1 – листья (с верхней стороны – справа (б), с нижней – слева (а)), 2 – общий вид цветущего растения, 3 – соцветие корзинка, 4 – трубчатый цветок, 5 – язычковый цветок, 6 – плодоносящая корзинка, 7 – семя с хохолком

Ранней весной на разрыхленных участках леса и по обрывам появляются сочные красновато-бурые весенние спороносные побеги хвоща полевого (Equisetum arvense ) (рис. 144). В весеннем побеге почти нет хлорофилла, он растет и образует споры за счет питательных запасов подземного побега – корневища и клубеньки

ков на нем. При помощи простого опыта, иодной реакции, можно убедиться, что клубеньки хвоща богаты крахмалом. От основного подземного корневища отходят ветви, которые дают однолетние надземные побеги. Корни выходят из узлов подземных осей и сильно разветвляются.

Рис. 144. Хвощ полевой (Equisetum arvense ):

1 – летний побег, 2 - весенние спороносные побеги с корневищем и клубеньками, 3 – спорофилл со спорангиями, 4 – спора с развернутыми элатерами, 5 – узел стебля со сросшимися листьями

Подземные и надземные стебли состоят из полых внутри междоузлий, отделенных одно от другого поперечными перегородками. Спороносные побеги развиваются еще с осени и весной только разрастаются; они оканчиваются колоском спорофиллов, т. е. видоизмененных, несущих спорангии листьев. Спорангии имеют вид шестиугольных чешуй, на ножках; они располагаются тесными мутовками и с нижней стороны несут по 5 мешковидных спорангиев, однослойная стенка, которых при созревании лопается продольной трещиной. Созревшие споры зеленого цвета, они содержат хлорофилл и бывают шаровидной или яйцевидной. Наружный слой их оболочки принимает вид двух спирально завитых вокруг тела лент, которые во влажном воздухе скручиваются, а в сухом расправляются; они называются пружинками или элатерами и служат для сцепления спор друг с другом; так как спроы дают при прорастании однополые заростки, то сцепление спор обеспечивает близкое соседство женских и мужских заростков, что весьма важно для обеспечения оплодотворения. Заростки листовидны, зеленого цвета, разветвлены или рассечены неправильно, мужские заростки мельче женских. На заростке развиваются антеридии и архегонии, сходные с таковыми у папоротников.

Спороносные побеги хвоща полевого могут быть до 30 см высоты, светло-красновато-бурого цвета с длинными междоузлиями, беловатыми колокольчатыми влагалищами, с 8-12 ланцетными, острыми темно-бурыми зубцами; толщина побегов от 3 до 5 мм. Спороносные колоски 3,5 см длины с ясно заметной осью.

Бесплодные побеги хвоща бороздчатые, шереховатые, с цилиндрическими, неплотно прилегающими светло-зелеными листовыми влагалищами, несущими 12-18 треугольноланцетных черноватых с белой каймой зубцов.

На подземных побегах образуются клубневидные вздутия. Выкопать корневище хвоща, рассмотреть и зарисовать.

Задания и порядок работы

I. Весенние явления в жизни древесных растений.

1. Определить дату начала сокодвижения у клена остролистного и березы. Сокодвижение у клена остролистного и березы отмечают датой, когда у 2-3 деревьев (взрослые) из заранее сделанного прокола или надреза в коре до древесины (на высоте 1,5 м с южной стороны) впервые появляются капли сока. Прокол следует сделать в начале марта у клена, в середине марта у березы, Чтобы зафиксировать сокодвижение, надо каждый день навещать эти деревья. После регистрации начала сокодвижения отверстие надо замазать садовым варом или глиной.

2. Отметить сроки набухания почек у разных древесных пород.

3.Определить дату начала и полного облиствениия деревьев и кустарников. Облиствение отмечается датой, когда у 2-3 растений данного вида на побегах появляются первые листья с уже развернувшейся листвой пластинкой.

4. Выделить цветущие деревья и кустарники:

а) до распускания листьев;

б) одновременно с распусканием листьев;

в) после распускания листьев.

Чем объяснить цветение ветроопыляемых деревьев и кустарников до распускания листьев?

г) начало цветения: отмечают день, когда у 2-3 экземпляров данного вида появляются цветки с полностью раскрывшимся венчиком у насекомоопыляемых видов или начинают пылить пыльники у ветроопыляемых;

д) массовое цветение наблюдается тогда, когда зацвело не менее 50% растений данного вида;

е) конец цветения отмечают по последним цветущим 2-3 экземплярам.

5. Выявить способы опыления деревьев и кустарников.

6. Изучить особенности цветения ветроопыляемых цветков:

Образование многочисленных тычиночных соцветий, раскачивающихся от ветра;

Обильное образование сухой и мелкой пыльцы с гладкой оболочкой (рассмотреть под микроскопом);

Образование однополых цветков и соцветий у однодомных и двудомных деревьев и кустарников;

Строение тычиночных и пестичных цветков, слабое развитие околоцветников или замена его прицветными чешуйками, невзрачная окраска цветков, отсутствие нектара;

Образование крупных, ветвистых или снабженных волосками липких рылец, улавливающих пролетающую пыльцу;

Сравнить цветки и соцветия ольхи и орешника, тополя и клена остролистного, березы и дуба, зарисовать их;

Собрать коллекцию – гербарий цветущих веток деревьев и кустарников.

7. Изучить строение тычиночных и пестичных цветков и соцветий различных видов ивы и зарисовать:

Проследить и описать поведение пчел и шмелей на цветках ивы;

Собрать гербарий цветущих веток ивы.

8. Рассмотреть и зарисовать строение пестичных, тычиночных и обоеполых цветков клена остролистного и отметить:

а) способ опыления;

б) какие насекомые опыляют.

9. Рассматривая распускающиеся почки у клена остролистного, сирени, липы, яблони, шиповника установить происхождение почечных чешуй. Выяснить, у всех ли растений почечные чешуи одинакового происхождения (объяснение в тексте). Зарисовать переход почечных чешуй у клена, липы, яблони, шиповника.

10. Рассмотреть строение почки и проследить рост побега в длину. Отметить 5 побегов этикетками или цветной ниткой в начале его появления из почки и измеряют сантиметровой линейкой его прирост в длину вначале весны через 3 дня, а затем 5, когда будет видно, что прирост в длину почти прекратился. Следует отметить продолжительность (в днях) роста элементарного побега весною, а также срок окончания прироста в длину.

11. Наблюдать как происходит рост листовой пластинки и сколько времени растет. Для этого на контрольных побегах берут под наблюдение 5 листьев, сразу после выхода их отмечают цветными нитками, на пластинке наносят равномерно сеточку тушью, примерно через 1 мм, в последующем ежедневно наблюдают увеличение расстояний между черточками.

Можно сантиметровой линейкой измерять длину черешка и пластинки листа. Данные заносят в дневник наблюдений и затем подсчитывают продолжительность роста листьев в днях. Нетрудно убедиться, что увеличение размера листьев происходит лишь в течение небольшого отрезка времени, причем удлинение черешка продолжается обычно дольше, чем увеличение размеров пластинки того же листа, чем обеспечивается образование листовой мозаики.

12. Одновременно с наблюдением роста побегов и листьев проследить изменение окраски листьев после выхода из почки и другие приспособления для предохранения от неблагоприятных явлений весны. Изготовить феногербарий листьев дуба, орешника, клена остролистного, березы, где будут видны все изменения формы, величины, цвета и другие особенности листьев, возникающие с возрастом.

13. Найдите на почве проростки разных древесных растений. Сравните семядоли клена остролистного, дуба, рябины, липы с листьями взрослой генерации. Зарисуйте проростки обнаруженных деревьев.

II. Весенние явления в жизни многолетних травянистых растений

1.Выяснить, благодаря каким условиям происходит подснежное развитие растений:

Каково состояние почвы рано весной (мерзлая, полумерзлая, талая)?

Какова обеспеченность почвы влагой?

Какова температура поверхности почвы под снегом?

2. Осторожно, чтобы не повредить растения и проростки очистить от снега участок 50×50 см и выяснить способы прорастания и выхода на поверхность побегов ранневесенних растений:

Зарисовать проростки всех видов растений, показав на рисунке формы проростков и все их органы, обратив внимание на морфологические особенности первых листочков;

Описать окраску проростков;

Отметить высоту проростков, количество листочков, опушенность и т. д.

3. Определить в какой фазе цветения находится растение в данный момент. Разобрать строение цветков травянистых раннецветущих растений: ветреницы, лютика кашубского, хохлатки, гусиного лука, медуницы, копытня, мать-и-мачехи, пролесника многолетнего. Описать строение цветков и зарисовать внешний вид; назвать способы опыления. Написать формулы цветков.

4. Наблюдать посещение цветков раннецветущих травянистых растений насекомыми:

Изменение окраски венчика у медуницы;

Явление гетеростилии у медуницы и первоцвета;

Выделение нектара в основании венчика цветков;

Виды насекомых, посещающих цветки раннецветущих;

Интенсивность посещений розовых и голубых цветков медуницы. Для этого выделить 2 группы наблюдателей, одна – ведет наблюдение за розовыми цветками, другая – за голубыми в единицу времени. Затем подводятся итоги и делается вывод.

5. Выявить причину раннего цветения у травянистых растений широколиственного леса.

6. Описать и зарисовать подземные органы: корневища у мать-и-мачехи, копытня, пролесника; луковицу у гусиного лука, корневые клубни у чистяка; клубнелуковицу у хохлатки.

7. Определить видовой состав раннецветущих травянистых растений широколиственного леса.

III. Ознакомиться со строением и биологией хвощей.

IV. Выявить раннецветущие осоки и злаки и изучить особенности их строения.

Примечание . Во время экскурсий по наблюдению сезонных изменений необходимо вести дневник. Все полевые записи обязательно делать аккуратно на месте работы простым карандашом или шариковой ручкой без черновиков. Ручку, лупу для удобства привязать на шнурке и надеть на шею.

Фенофазы отмечают такими значками:

Вегетация до цветения.

ˆ бутонизация.

) зацветание.

О полное цветение.

(отцветение.

Незрелые плоды.

Вегетация после цветения.

Примерная схема описания цветка: тип и вид соцветия. На цветоножке или сидячий, правильный (актиноморфный) или неправильный (зигоморфный); обоеполый или однополый. Околоцветник простой или двойной. Чашечка (Са) 6 число, расположение чашелистиков, раздельная, сростнолистная, опушенная, голая.

Венчик (Со): число и расположение лепестков, раздельно- и сростнолепестный. Форма венчика. Окраска.

Андроцей (А): число тычинок, их форма, расположение, свободные, сросшиеся.

Гинецей (G): число пестиков, расположение в цветке. Цветоложе (выпуклое, плоское, вогнутое), положение завязи (верхняя, нижняя, среднее и т. д.).

Приспособления к перекрестному опылению: гетеростилия – разностолбчатость, ветроопыление, насекомоопыление, самоопыление.

Существует немало классификаций растений, но одной из основных является та, которая основывается на характере опыления. С этой точки зрения культуры делятся на несколько больших групп: ветроопыляемые, опыляемые животными (преимущественно насекомыми, поэтому будем называть такие растения насекомоопыляемыми) и водой (гидрофилия, наблюдается нечасто, поэтому рассматриваться не будет). У представителей всех этих групп имеет место перекрестное опыление, т. е. перенос пыльцы со сторонней помощью (противоположность самоопыления).

Чтобы выяснить, что представляют собой ветроопыляемые растения, нужно вначале разобраться с особенностями и отличиями каждой группы.

Растения, как мы только что выяснили, могут опыляться как от ветра, так и с помощью насекомых.

Ветроопыляемые культуры, их признаки

Начать следует с того, что растения, которые входят в эту группу (их еще называют анемофильными), при определенных обстоятельствах могут опыляться и насекомыми, хотя подобное случается нечасто. Такие растения отличаются многочисленными мелкими ветками, а также тем, что способны вырабатывать большое количество пыльцы (каждый экземпляр производит по нескольку миллионов пыльцевых зерен). У многих культур (таких, к примеру, как шелковица или лещина) образование цветков начинается еще до того, как распустятся листья.

Сами цветки зачастую невзрачны и собраны в небольшие соцветия. У метелки, например, это сложный колосок. В соцветии образуется множество легких и мелких пыльцевых зерен.

Обратите внимание! Как правило, культуры, опыляемые ветром, произрастают группами. Более того, к ветроопыляемым растениям относятся не только деревья (береза, ольха и проч.), но также травы (осока, тимофеевка) и кусты.

Насекомоопыляемые культуры

Отличительной чертой этих растений (к слову, их еще называют энтомофильными) является то, что они цветут уже после того, как появляются листья. Немаловажную роль здесь играют температурные условия: когда повышается температура, то появляются насекомые, которые и переносят пыльцу. Кроме того, у всех насекомоопыляемых культур имеются нектарники.

К самым распространенным представителям группы относится верба. Цветение вербы может наблюдаться как до, так и после образования листвы. Но раннее цветение никак не связано с ветроопылением – к такому «приему» растения прибегают исключительно для борьбы с конкурентами за насекомых-опылителей.

Таблица. Сравнительная характеристика ветро- и насекомоопыляемых культур

Особенности цветков	Анемофильные растения	Энтомофильные растения
Нектар	Отсутствует
Венчик	Отсутствует (или, как вариант, выглядит невзрачно)	Яркий
Запах	Отсутствует	Имеется у большей части представителей
Месторасположение тычинок	Открытое (пыльники располагаются на больших нитях)	Внутри цветков
Пыльца	Маленькая, сухая, в большом количестве	Липкая и крупная, в небольшом количестве
Рыльца пестиков	Крупные	Небольшие

Пыльники анемофильных культур выносятся за пределы цветков. Рыльца у пестиков большие и «лохматые», что позволяет улавливать пылинки, которые летают в воздухе. Также у таких растений имеются специальные приспособления, если можно так выразиться, благодаря которым пыльца не расходуется напрасно, а попадает преимущественно на рыльца других представителей своего вида.

А сейчас ознакомимся более детально с особенностями культур, опыляемых ветром.

Особенности анемофильных растений

Для всех представителей этой группы характерны такие признаки:

• невзрачные или малозаметные цветки (объясняется тем, что они не должны привлекать насекомых);
• маленькие и сухие пыльцевые зерна;
• большая длина нитей, на которых свисают пыльники.

Теперь подробнее. Главная особенность всех ветроопыляемых культур – это непривлекательность цветков, проявляющаяся в отсутствии нектара, запаха и ярких красок. При этом пыльцевые зерна, которые развиваются в больших количествах, имеют чрезвычайно малые размеры: вес одной пылинки в среднем составляет 0,000001 мг. Приведем небольшое сравнение: пылинка тыквы – растения, опыляемого пчелами – весит в тысячу раз больше, т. е. порядка 0,001 мг. Одно только соцветие конского каштана способно сформировать 42 миллиона зерен, в то время как соцветие ржи – в десять раз меньше (4 миллиона 200 тысяч). К особенностям пыльцы анемофильных растений можно отнести еще и то, что она, будучи полностью лишенной клеящих веществ, зачастую еще и имеет гладкую поверхность.

Обратите внимание! У ветроопыляемых культур нет нектара, но их нередко посещают насекомые, питающиеся пыльцой. Тем не менее, в качестве переносчиков такие насекомые играют лишь незначительную роль.

Какие растения могут опыляться ветром?

Ниже приведены представители ветроопыляемых культур.

1. Семейство березовых. Самым распространенным представителем семейства в Европе и Азии является береза бородавчатая, которая цветет в начале весны и отличается сложными соцветиями-сережками (последние применяются в медицине).

   

2. Осина и тополь. Это единственные представители семейства ивовых, которые не имеют нектарников. Все остальные опыляются насекомыми.

   

3. Однодомное растение, имеющее однополые цветки. Цветение сережек наблюдается еще до того, как появляется листва.

   

4. Все представители семейства опыляются с помощью ветра. К самым распространенным из них относится грецкий, серый и черный орех, а также кария.

   

5. Ольха. Это дерево также цветет до появления листьев. Но, что характерно, некоторые виды ольхи зацветают в осеннее время, когда опадают листья. Сережки в данном случае являются однополыми.

   

6. Семейство буковых. Однодомные ветроопыляемые культуры, самой известной из которых является дуб. К слову, в природе есть свыше 500 разновидностей дуба, причем все они начинают цвести одновременно с появлением листьев. Также в семейство входит каштан съедобный (не стоит путать с каштаном конским) и, собственно, сам бук.

   

7. У этой однодомной культуры сережки также начинают распускаться одновременно с появлением листвы.

   

8. Представитель семейства злаковых, включающий в себя шесть видов, из которых культивируется всего один.

   

   

9. Травы. К ветроопыляемым травам относятся, прежде всего, злаковые культуры, подорожник, осока, крапива, хмель и конопля.

   

Обратите внимание! В списке приведены лишь самые распространенные представители анемофильных растений, поэтому нельзя считать полным.

Процесс опыления ветром

Распространение ветром пыльцы вряд ли можно считать управляемым процессом. Поэтому вероятность того, что зерна попадут на рыльца собственных цветов, достаточно велика. Самоопыление, как известно, для таких растений нежелательно, в связи с чем у цветов широко развились различные приспособления, которые этому препятствуют. Так, чаще всего рыльца и пыльники созревают не одновременно. По той же причине у некоторых ветроопыляемых культур раздельнополые цветы.

Большая часть деревьев, опыляемых описываемым образом, цветет в начале весны, т. е. до распускания листвы – это также является приспособлением, препятствующим самоопылению.

Особенно ярко это выражается у орешника и березы. И неудивительно, ведь густые листья были бы серьезным препятствием на пути движущихся пыльцевых зерен.

Стоит упомянуть и об остальных приспособлениях. Тычинки большинства злаковых растений начинают очень быстро расти при раскрывании цветов, причем скорость роста может достигать 1-1,5 мм/мин. Спустя время длина тычинок в три-четыре раза превышает изначальную, они выходят за пределы цветка и свешиваются вниз. И лишь после того, как пылинки оказываются снизу, они растрескиваются. При этом сам пыльник слегка изгибается, образуя своего рода чашу, куда пыльца и ссыпается. Как результат – зерна не падают на землю, а спокойно ждут порыва ветра, чтобы покинуть пыльник.

Обратите внимание! У некоторых злаков цветоножки перед цветением растопыриваются, формируя между собой угол до 80°. Благодаря этому пыльца выдувается ветром. По окончании периода цветения цветки возвращаются в исходное положение.

Также положение соцветия может меняться у граба, тополя и березы. Поначалу соцветия «смотрят» вверх, но перед раскрыванием пыльников стержень сережки выдвигается, а сами они (соцветия) свешиваются. Цветки отдаляются друг от друга и вместе с тем становятся доступными для ветра. Пыльцевые зерна падают на чешуйки нижних цветков, откуда и сдуваются.

У некоторых анемофильных растений (по аналогии с энтомофильными) имеются «взрывчатые» цветки. Так, у одной из разновидностей крапивы тычинки в период созревания напрягаются настолько, что после раскрывания резко расправляются и избавляются от зерен лопнувших пыльников. В такие моменты над цветками наблюдаются густые облачка пыльцы.

Также отметим, что пыльца ветроопыляемых культур может рассыпаться не всегда, а лишь при условии благоприятной погоды. На улице должно быть относительно сухо, ветер должен быть слабым или средним. Зачастую для опыления больше всего подходят утренние часы.

Заключение

В итоге хотелось бы несколько слов уделить высадке ветроопыляемых культур. Сразу оговоримся, что смешивать такие растения не нужно, поскольку у каждого вида свои приспособления и принципы. Все злаки, как отмечалось выше, являются анепофильными и все они зацветают только после того, как на деревьях появляется листва. Но злаковые не «одиночки», они растут группами – причем большими – в степях, лугах и т. д. (иными словами, на открытом пространстве).

А вот с кустами и деревьями дела обстоят иначе: эти культуры, произрастая в лесах, находятся друг от друга на некоторой дистанции.

Видео – Перекрестное опыление ветром