РАСТЕНИЯ

 

Распространение семян и плодов в природе

 

Для растения чрезвычайно важно, чтобы созревшие семена оказались на большем или меньшем расстоянии от родительского растения и там проросли. Для этого имеется немало веских причин. Прежде всего этим ограничивается или вообще исключается внутривидовая конкуренция, которая обычно более жесткая, чем межвидовая, поскольку особи одного вида тяготеют к одинаковым условиям произрастания и на ограниченной территории могут мешать друг другу. Кроме того, это облегчает перекрестное опыление. Наконец, перенос семян обеспечивает расселение растения, что приводит к освоению ими новых территорий, а также обогащает видовое разнообразие растительных сообществ - фитоценозов.

 

Переноситься могут отдельные семена (такие растения обычно имеют вскрывающиеся плоды), плоды, соплодия, отдельные части растения и даже целые растения (как это происходит, например, у «перекати-поля»). Переносимые части растения называются диаспорами.

 

Относительно немногие растения распространяют свои семена самостоятельно, у большинства это осуществляют животные, человек или физические факторы (ветер или вода). В зависимости от того, каким образом происходит распространение семян и плодов, различают автохорию и аллохорию. Полагают, что именно из-за специализированного приспособления к конкретному типу переноса возникло такое богатое разнообразие морфологических особенностей различных плодов ().

 

Автохория представляет собой распространение семян и плодов самим растением без участия каких-либо внешних факторов, при этом сами растения называются автохорами.

 

В наиболее простом варианте автохорию можно наблюдать при опадании созревших плодов (например,грецкого ореха или дуба) под действием силы тяжести - барохория. Такой тип широко распространен среди растений с тяжелыми плодами и семенами, однако у многих из них упавшие плоды впоследствии разносятся животными или водой, т. е. у них автохория сочетается с другими типами распространения.

 

Баллисты представляют собой растения, у которых семена выбрасываются под силой внутреннего давления в живых или мертвых клетках. Наиболее известным примером является бешеный огурец из семейства тыквенных. У него в зрелом плоде создается высокое тургорное давление, доходящее до шести атмосфер. При отделении плода от плодоножки семена с большой силой выбрасываются через образовавшееся отверстие и отлетают от родительского растения на несколько метров. Если плод случайно сбивается проходящим мимо животным, то семена вместе со слизью попадают на его шерсть, прилипают, а когда подсохнут, постепенно отпадают (т.е. в этом случае также возможно комбинированное распространение семян). Так же распространяет семена другой представитель семейства тыквенных - циклантера взрывающаяся.

 

У кислицы клетки наружного слоя семенной кожуры содержат много сахаров, из-за чего к моменту созревания они сильно обводняются и набухают. Когда тургорное давление становится чрезмерным, наружный слой кожуры с силой разрывается и выбрасывает семена из коробочки.

 

У других баллист семена разбрасываются из-за возросшего напряжения в мертвых клетках плода. Например, когда зрелый боб раскрывается, его створки быстро скручиваются, отбрасывая семена на большое расстояние (например, у баухинии пурпурной - до 15 метров!).

 

Ползучие диаспоры имеют щетинки, которые способны поглощать водяной пар из атмосферного воздуха (напоминаем, что такое свойство называется гигроскопичностью), в результате этого щетинки изменяют свою форму и, отталкиваясь от земли,

передвигают семя на некоторое расстояние. Поскольку этот процесс обратим (щетинки то высыхают, то набухают вновь), семена могут отодвинуться от родительского растения на достаточное расстояние. Так распространяются семена у крупины обыкновенной, многих бобовых, сложноцветных и некоторых злаков.

 

Аллохория представляет собой распространение семян и плодов какими-то внешними факторами (биотическим или абиотическими). В зависимости от природы распространяющего фактора различают зоохорию, антропохорию, анемохорию и гидрохорию.

 

Зоохория - распространение семян и плодов животными. Этот способ распространения диаспор является весьма эффективным и осуществляется разными путями. Значительное число цветковых растений имеет съедобные плоды или семена, которые охотно поедают животные. У многих семена, проходя через желудочно-кишечный тракт, не перевариваются и сохраняют всхожесть. Поэтому, выйдя с пометом, семена оказываются не только на значительном расстоянии от родительского растения, но и находятся в окружении плодородных органических веществ (самого помета), которые обогащают почву вокруг семени и способствуют его прорастанию и дальнейшему развитию. Такой способ распространения семян животными называется эндозоохорией.

 

Как правило, эндозоохорные растения имеют сочные плоды или соплодия с яркой окраской, чтобы быть хорошо заметными, и сильным ароматом, чтобы привлекать животных с большого расстояния, особенно в темное время суток. Если поедаются не целые плоды, а лишь семена, то они обычно обладают яркой и сочной саркотестой или развитым ариллусом.

 

Наибольшее значение для эндозоохоров имеют птицы. Обладая склонностью к дальним перелетам, они перемещаются очень быстро, в результате чего семена могут оказаться на расстоянии в несколько сотен километров от родительского растения. Есть сообщения о нахождении в желудке голубя семян, которые могли быть съедены на расстоянии не менее 700 миль! Известно, что птицы совершают длительные перелеты на пустой желудок, чтобы не утяжеляться, однако, если в желудке все-таки сохраняется небольшое количество семян, то их переваривание замедляется, и дефекация наступает значительно позже, чем обычно, что также способствует увеличению дальности переноса. Возможно, именно птицы являются главными факторами переноса многих растений на значительно удаленные территории. У определенных растений семена вообще не могут прорасти без предварительного прохождения через пищеварительный тракт птиц, где они подвергаются воздействию пищеварительных ферментов, размягчающих покровы семени. Так, семена некоторых растений после истребления человеком нелетающей птицы дронта на протяжении нескольких столетий не давали проростков. Однако, когда эти семена скормили гусям и после дефекации посадили в почву, они проросли! В поисках пищи птицы обычно ориентируются на внешний вид и вкус поедаемых плодов и семян, поэтому распространяемые ими диаспоры должны быть ярко окрашенными и вкусными (с точки зрения птиц, конечно). До созревания плоды и семена имеют зеленую окраску и содержат много кислот и горечи, что отпугивает птиц. Наличие или отсутствие у диаспор запаха для птиц, как правило, не имеет никакого значения, поскольку для нахождения пищи обоняние у них играет значительно меньшую роль, чем зрение. Остается добавить, что перенос семян и плодов называется орнитохорией.

 

Кроме птиц, эндозоохорные диаспоры разносят различные млекопитающие. Чаще всего это различные обезьяны, грызуны и рукокрылые. Однако далеко не всегда съедобные плоды или семена поедают травоядные животные. Например, спелые арбузы при возможности включают в свой рацион лисы и шакалы, медведи охотно кормятся на ягодниках и т. д. В отличие от птиц, животные в поисках пищи в большей степени ориентируются на обоняние, чем на зрение, поэтому семена и плоды, которые они поедают, обычно имеют сильный аромат, что также является адаптацией растений, привлекающей распространителей.

 

Значительно меньшую роль в распространении семян и плодов путем эндозоохории играют другие животные, однако их также следует назвать. Это некоторые рептилии (например, черепахи) - заурохория, рыбы и некоторые беспозвоночные животные.

Очень часто животные не поедают сразу семена или плоды, а уносят их и откладывают про запас, особенно в период изобилия пищи. В последующем обладатель запасов далеко не всегда вспоминает о своих кладовых, кроме того, он может попросту погибнуть прежде, чем успеет ими воспользоваться. В таких случаях семена через некоторое время прорастут, причем на большем или меньшем расстоянии от родительских растений. Такой способ распространения диаспор получил название синзоохории.

 

Как правило, синзоохорные плоды сухие, что обеспечивает их способность к долгому хранению (понятно, что сочные плоды животным запасать невыгодно, поскольку сочная мякоть быстро сгниет и плод теряет для распространителя пищевую ценность), и богаты питательными веществами.

 

Запасы делают многие птицы (например, сойка, ореховка и др.) и грызуны (мыши, белки, бурундуки, хомяки и др.). Причем количество запасенной пищи может быть весьма значительным, например, обыкновенный хомяк в своих защечных мешках может натаскать на зиму в свои подземные кладовые до 30 кг (!) зерна, из-за чего его очень не любят земледельцы.

 

Очень велика роль муравьев в распространении семян и плодов посредством синзоохории. Многие муравьи носят в свое жилище семена и плоды различных растений. Некоторые из них в последующем поедаются целиком и поэтому не могут прорасти, однако часть растений выработали специфические адаптации для распространения семян муравьями. В частности, на кожуре таких семян имеются выросты из паренхимных клеток (обычно светлоокрашенные), богатые маслами, - элайосомыi, или курункулы, которые привлекают муравьев, и в последующем они съедают не все семя, а только питательные выросты. Такие семена имеет первоцвет, подснежник, фиалка, молочай и др. У перловника выросты образуются не на семенах, а у основания колосков.

 

Наиболее часто мирмекохоры (т. е. растения, чьи семена разносятся муравьями) произрастают в нижних ярусах широколиственных лесов. Например, среди травянистых растений дубрав относительная доля таких растений составляет 46%. Однако мирме- кохоры можно обнаружить и в других фитоценозах, особенно в Австралии, где произрастает 1500 видов, тогда как во всех остальных регионах планеты - всего около 300 видов мирмекохоров.

 

Муравьи не могут унести крупные семена, поэтому диаспоры мирмекохоров обычно невелики, кроме того, в отличие от птиц или даже грызунов, муравьи перемещают семена относительно недалеко (обычно не далее десяти метров от родительского растения, редко дальше), однако они уносят почти все опавшие диаспоры, что практически гарантирует их распространение.

 

Далеко не всегда животные переносят съедобные семена и плоды, довольно часто им приходится распространять диаспоры, которые они сами не едят, причем делают это отнюдь не по собственной воле. Дело в том, что очень многие виды цветковых растений выработали адаптации, благодаря которым их диаспоры способны прикрепляться к телу проходящего мимо животного, которое в дальнейшем переносит их на значительные расстояния. Такой способ распространения получил название эпизоохории.

 

Способы прикрепления диаспор весьма разнообразны. Чаще всего для этого используются различные прицепки, которые образуются на отдельных плодиках, плодах или целых соплодиях, но никогда на семенах. Так распространяются плоды всем известных лопуха и череды из семейства сложноцветных, различных представителей семейств зонтичных и бурачниковых. У других растений плоды или семена выделяют клейкие вещества, с помощью которых диаспоры приклеиваются к телу животного. Очень клейкие плоды имеет тропическое растение пизония, причем если их приклеивается слишком много, то животное или птица оказывается настолько скованным в движениях, что может из-за этого даже погибнуть. Здесь уместно вспомнить семена бешеного огурца, которые выбрасываются из плода окруженные клейкой слизью и прилипают к телу оказавшегося рядом животного. Клейкие диаспоры имеются у некоторых видов шалфея, плюмбаго европейского, некоторых сложноцветных и др.

 

Кроме адаптированных диаспор, имеющих специальные приспособления для прикрепления к телу животных и птиц, возможно также распространение семян и плодов (особенно мелких), которые вместе с комочками почвы пристают к телу того или иного распространителя.

 

Антропохория. Роль человека в качестве распространителя диаспор растений проявляется весьма разнообразно. Во-первых, человек способен распространять семена и плоды всеми способами, которые были описаны выше для зоохории (поедая съедобные диаспоры, перенося их на своей одежде и т. д.). Во-вторых, человек вольно или невольно распространяет растения, когда путешествует, пересылает почту и товары, производит передислокацию войск и т.д. В-третьих, человек часто осознанно распространяет семена, прежде всего в соответствии со своими хозяйственными нуждами или для внедрения новых растений в уже имеющиеся фитоценозы.

 

Очевидно, в доисторический период роль человека как распространителя диаспор мало чем отличалась от животных или птиц. Но по мере становления цивилизаций участие человека в распространении растений становилось все более выраженным. Переход от собирательства к оседлому образу жизни сопровождался культивированием вблизи жилища полезных для человека растений. Миграция населения, военные походы, а в последующем и путешествия также способствовали переносу семян и плодов на новые территории. Открытие и освоение новых территорий человеком сопровождалось взаимным обогащением местной флоры. Например, после открытия Америки Колумбом в Старый Свет были перевезены неизвестные доселе растения: томаты, картофель, кукуруза и, к сожалению, табак. Все эти растения, а также много других пришлись по вкусу европейцам и к настоящему времени широко распространились. Вместе с культурными растениями в Европу попали такие сорняки, как мерколепестник канадский, ромашка пахучая и др., а из Европы в Америку - пырей, василек, куколь и др. Однако далеко не всегда искусственная интродукция человеком новых видов оказывается полезной для местных видов, гораздо чаще это приводит к нарушению связей в сообществах. Например, перенесенный на новую территорию водяной гиацинт настолько размножился, что полностью вытеснил из водоемов местные виды растений, нарушив тем самым трофические связи, и даже сделал водоемы несудоходными.

 

Анемохория представляет собой распространение семян и плодов потоками воздуха - ветром. Наиболее простые приспособления для переноса ветром имеют многие эпифиты и паразиты - очень мелкие, а потому легкие семена. Например, масса семени эпифита орхидеи составляет всего 0,003 мг, а паразитического растения заразихи - 0,001 мг! Естественно, столь легкие семена образуются в огромном количестве и, подхватываясь даже слабым ветром, переносятся довольно далеко от родительского растения. Мелкими семенами также обладают рододендрон, эвкалипт, толстянковые и др. У некоторых растений семена не только мелкие, но еще и уплощенные, что увеличивает их парусность и позволяет планировать.

 

Семена мака высыпаются из дырочек в созревших коробочках, однако если при этом растение еще и раскачивается ветром, то диапазон распространения семян заметно увеличивается (например, у мака снотворного семена в ветреную погоду могут разлетаться на 15 м).

 

Если семена относительно крупные, то у них в качестве адап- таций к переносу ветром образуются различные плоские выросты - крылья или различного рода оперение. Крылатые семена имеют вяз, береза, граб, ольха, хмель и др. Плоское крыло позволяет семени планировать в полете, а поскольку у них смещен центр тяжести, семя крутится в воздухе и совершает поступательное движение, что позволяет ему улететь на некоторое расстояние от родительского растения, даже если ветра нет вообще.

Оперенные семена широко распространены, их имеют представители разных семейств. Чаще всего оперение образуют волоски различной длины. Волоски могут покрывать всю поверхность семени (например, у ветреницы) или группироваться на определенной его части (обычно на верхушке), образуя хохолок (например, у семян одуванчика и других сложноцветных).

 

У некоторых растений диаспоры перемещаются ветром не в полете, а на поверхности грунта. У одних из них плоды представляют собой наполненный воздухом пузырь (естественно, там находится не только воздух, но и семена), благодаря чему они легко перекатываются под силой воздушных потоков. У других (например, у ревеня) плоды снабжены уплощенными крыльями и также перекатываются, когда дует ветер.

Наиболее ярким примером, когда в качестве диаспоры выступает целое растение, оторвавшееся от корня после созревания семян, является перекати-поле (к ним относятся клоповник, василек раскидистый и др.). Ветер легко гонит такие кусты, которые, перекатываясь, рассеивают свои семена. Подытоживая сказанное, следует отметить, что ветром могут распространяться не только специализированные для этого диаспоры, но также семена и плоды всех растений без исключения, если только ветер имеет достаточную силу (например, мощный смерч способен перенести на значительное расстояние даже самые крупные и тяжелые диаспоры).

 

Гидрохория так же, как и анемохория, представляет собой распространение диаспор посредством абиотического фактора, только на сей раз в его качестве выступает вода. Семена или плоды, которые переносятся таким способом, должны обладать двумя качествами: защитой семени от морской воды и плавучестью. Для увеличения плавучести на диаспорах могут образовываться различные вспомогательные структуры. У разных растений диаспоры способны держаться на воде неодинаково долго. Например, плодики рдеста плавают несколько дней, а стрелолиста - несколько недель и даже месяцев.

 

Наиболее долго способны находиться в соленой воде без потери всхожести семян плоды некоторых пальм (например, кокосовых) - до нескольких лет. Это свойство позволяет диаспорам пальм мигрировать в просторах океана и заселять острова.

 

Вообще гидрохория широко распространена в природе, и реки, ручьи, паводковые воды и т. д. переносят семена и плоды многих растений, причем зачастую на большие расстояния.

 

 

 

 Смотрите также:

 

СБОР, ПЕРЕРАБОТКА И ХРАНЕНИЕ ПЛОДОВ И СЕМЯН деревьев

Для получения семян шишки и плоды, а иногда и отдельные части ветвей с плодами заготавливают с маточных растений. Сбор шишек и плодов необходимо проводить с учетом сроков созревания семян

 

Основные пути эволюции наземных растений. Эволюция растений...

В дальнейшем происходит специализация опыления (с помощью насекомых) и распространение семян и плодов животными; усиление защиты зародыша от неблагоприятных условий: обеспечение
...с одной стороны, о качественно простых природах, а с другой, - о...

 

Получение семян из сочных плодов

Семена сочных плодов отделяют от мякоти в возможно короткие сроки после сбора. Нельзя допускать самонагревания, брожения и загнивания плодов, так как это может привести к снижению всхожести семян.