Животные важны для растений не только как опылители; они нередко участвуют в разнесении плодов, семян и вегетативных органов растений. О зоохории - так называют этот способ расселения - накоплено множество сведений. Но все же мы еще сравнительно мало знаем о том, как она сказывается на распространении соответствующих видов растений, то есть насколько важна для их расселения. Уже давно известно, что семена растений значительного числа видов нашей флоры растаскивают муравьи (мирмекохория). Правда, они разносят семена на небольшие расстояния, обычно не свыше 100 м. Поэтому может возникнуть мысль, что роль мирмекохории едва ли существенна. Но такое заключение было бы слишком поспешным, поскольку при этом не было бы учтено одно важное обстоятельство, имеющее прямое отношение к этому природному явлению, а именно фактор времени. Развитие мира растений и расселение видов - процесс чрезвычайно длительный, и в течение этого долгого времени происходило накопление любых, даже мельчайших изменений, которые в итоге оказывались в высшей степени существенными.
Распространение животными, запасающими плоды и семена. Как и муравьи, очень многие птицы, грызуны и другие животные растаскивают семена и плоды, создавая для себя запасы. Но довольно часто об этих запасах забывают или отказываются от них, если они повреждены. Наиболее активные собиратели запасов среди птиц - сойки, дятлы и вороны. Для естественного возобновления древесных пород животные очень важны, поскольку они могут переносить даже сравнительно тяжелые семена или плоды на большие расстояния. Так, например, возобновление сосны кедровой европейской, или кедра европейского (Pinus cembra ), в значительной мере зависит от сбора семян деревьев этого вида кедровками (Nucifraga caryocatactes ), а в расселении европейских дубов участвуют грачи, дятлы, белки, но прежде всего - сойки (Garrulus glandarius ). Насколько значительны масштабы такого растаскивания, показали наблюдения, проведенные Л. Шусте- ром в дубовом лесу близ Фогельсберга, занимающем площадь примерно 37 га. Там во время 30-дневного сбора 65 соек унесли по меньшей мере 300 ООО желудей. Иными словами, на долю каждой сойки пришлось примерно 4600 желудей. Даже если лишь часть из них проросла, то это все равно свидетельствует о действенности расселения растений с помощью животных. Таким же образом расселяются орешник-лещина, орех грецкий, настоящий каштан и др. Вероятно, участие перечисленных выше животных играло первостепенную роль в "возвращении" этих древесных пород с юга на север после отступления ледника. Иначе вряд ли можно объяснить очень быстрое расселение в послеледниковое время именно тех растений, которые образуют тяжелые плоды (см. также стр. 69).
Эндозоохория. Плоды и семена часто входят в состав пищи животных. При этом прохождение семян через пищеварительный тракт служит не только предпосылкой их распространения, но и подготавливает семена к прорастанию. Процесс, при котором животные съедают семена, а затем выбрасывают их уже способными прорасти, называют эндозоохорией.
Травоядные животные (коровы, овцы, козы, серны, северные олени и др.) обычно поедают с кормами, особенно осенью, огромное количество семян. Анализы экскрементов показали, что содержание в них семян, сохранивших способность к прорастанию, а следовательно, и эффективность расселения растений таким способом, весьма высоки. Ту же картину можно наблюдать в горных, в арктических и даже тропических областях. А поскольку многие дикие животные очень подвижны и нередко перемещаются внутри обширных территорий, они разносят семена на значительные расстояния.
Семена многих растений окружены сочными, мясистыми тканями. Их морфологическая природа может быть совершенно различной: речь может идти о тканях, принадлежащих самому семени, о |целом околоплоднике или его части, о цветоложе, о мясистом придатке, охватывающем основание семени (ариллус), и т. д. Но функция их в общем одна и та же: они привлекают животных и поедаются ими. Правда, животные, которые питаются только плодами, водятся лишь в тропиках и субтропиках. К их числу относятся многие обезьяны, полуобезьяны, крыланы, летучие мыши, сумчатые крысы (опоссумы) и др. Впрочем, и всеядные животные, и травоядные, и даже хищники едят сочные плоды. Лисы, например, осенью охотно и в больших количествах поедают чернику, бруснику, рябину и т. д.
Эндозоохория главным образом и почти повсюду связана с птицами. Многие виды растений распространяются только эндозоохорно и только птицами, например омела (Viscum ), бересклет (Euonymus ), бузина (Sambucus ), можжевельник (Juniperus ), тисс ягодный (Taxus baccata ), рябина обыкновенная (Sorbus aucuparia ) и др. Хотя семена в пищеварительном тракте птицы находятся всего несколько часов, этого достаточно, чтобы они оказались перенесенными нередко на километры. Правда, эндозоохорно семена разносятся преимущественно на меньшие расстояния, поскольку многие птицы, как и млекопитающие, обычно перемещаются лишь внутри ограниченной территории. Но животные, совершающие большие перемещения, такие, как северные олени или перелетные птицы, могут разносить семена очень далеко. И если такие перемещения происходят ежегодно, то даже при условии переноса семян в течение года на небольшие расстояния, с течением времени дальность заноса сильно возрастает.
Плоды, прицепляющиеся к покровам животных и распространяющиеся таким способом (эпизоохорно)
Эпизоохория. Лучше всего распространяются семена и плоды, которые прикрепляются к животным снаружи и благодаря этому разносятся. Такая эпизоохория растениям особенно выгодна: семенам не грозит разрушение при разжевывании и переваривании, а время пребывания их на животном практически не ограничено (во всяком случае оно гораздо продолжительнее, чем при эндозоохории). Животное, не заметившее прикрепившихся к нему плодов или семян, может перенести их на очень большие расстояния. Поэтому не удивительно, что в мире растений выработалось великое множество соответствующих приспособлений и что число видов, расселяющихся эпизоохорно, также очень велико. Основными разносчиками семян оказываются млекопитающие, птицы играют второстепенную роль. Многие виды растений, ареалы которых особенно велики, а также некоторые космополиты расселились по целым континентам или почти по всему миру именно таким способом.
В частностях эпизоохория обнаруживает некоторые различия. У большинства эпизоохорных растений плоды или семена имеют специальные приспособления для прикрепления. Ими могут служить даже клейкие железистые волоски или выделившаяся клейкая слизь. Такими липкими плодами обладают виды ясколки (Cerastium glomeratum, Cerastium semidecandrum и др.), шалфей клейкий (Salvia glutinosa ), линнея северная (Linnaea borealis ) и встречающийся в тропиках сорняк Sigesbeckia orientalis . Клейкие семена образуются у многих видов ситника - у часто встречающегося ситника развесистого (Juncus effusus ), ситника жабьего (Juncus bufonius ), ситника тонкого (Juncus tenuis ) и др. Однако более обычны плоды с придатками в виде крючков или шипов, которые действуют как прицепки. Плоды с прицепками встречаются у представителей самых разных таксонов цветковых растений и обнаруживают очень большое разнообразие форм. На рисунке, помещенном на стр. 48, изображены некоторые плоды, но они даже приближенно не отражают всего их многообразия. О том, как разносятся такие плоды, каждый может убедиться на собственном опыте, если прогуляется, минуя дорогу, в сыром лесу, вдоль берега водоема или по заросшей растениями свалке: к одежде прицепятся по крайней мере сотни плодов, и очистить от них одежду чрезвычайно трудно. Плоды, прицепившиеся к шерсти животных, не причиняют им вреда. По-иному ведут себя некоторые "вонзающиеся" плоды (например, плоды Harpagophytum procumbens, Ibicella lutea , см. рисунок), которые разносятся наступившими на них животными. Речь идет прежде всего о степных и пустынных растениях, стебли которых стелются по поверхности почвы. Крючки таких плодов часто настолько тверды, что глубоко вонзаются в ткани животных и могут вызвать тяжелые воспаления.
Эпизоохорное расселение может происходить и в тех случаях, когда растения не образуют плодов или семян, способных приклеиваться или прицепляться. У болотных и водных растений диаспоры часто очень мелкие, иногда просто крошечные. Они пристают - нередко вместе с влажным илом - к перьям, клювам и особенно к ногам водных и болотных птиц и за короткое время переносятся из одних водоемов в другие.
Но переносятся ли диаспоры на очень большие расстояния при сезонных дальних перелетах птиц - вопрос дискуссионный. Как известно, птицы чистят оперение очень часто, поэтому резонно предположить, что они вскоре избавляются от приставших к ним плодов и семян. Но, с другой стороны, именно некоторые болотные и водные растения распространены чрезвычайно широко, причем распространение это не сплошное, а разрывы между отдельными участками ареалов столь велики, что преодолеть такие расстояния можно только в результате переноса диаспор птицами. Если рассмотреть ареалы самого мелкого из известных цветковых растений - вольфии бескорневой (Wolffia arrhiza )(см. рисунок), а также альдрованды пузырчатой (Aldrovanda vesiculosa ), наяды маленькой (Najas minor ), роголистника полупогруженного (Ceratophyllum submersum ) и некоторых других, то обнаружится, что все эти виды в настоящее время совсем не встречаются в Северной и Южной Америке, между тем как в Африке, Юго-Восточной Азии, отчасти в Австралии и в Европе они имеют обширные участки ареалов, находящиеся на очень большом удалении один от другого. Отдельные места их произрастания (внутри этих участков), особенно в Европе, сильно разбросаны и непостоянны. Зависимость таких ареалов от крупных климатических зон установить не удается, зато прослеживается четкая связь ареалов с путями сезонных миграций птиц. Перечисленные водные растения встречаются на территориях, над которыми птицы совершают перелеты: в Юго-Восточной Африке, в долине Нила, в Индии, в Восточной Азии и т. д. Если учесть распространение птиц, то становится понятным, почему в Америке эти виды отсутствуют: большая часть видов европейских водоплавающих птиц встречается только в Евразии, Африке и Австралии. Итак, имеется немало свидетельств того, что перелеты птиц позволяют некоторым растениям преодолевать большие расстояния. Именно так возникают их столь ярко выраженные дизъюнктные ареалы. По-видимому, во многих случаях перелеты даже определяют основные особенности распространения таких видов растений. Конечно, распространение водных растений зависит, в частности, и от их требований к условиям местообитаний. Этими требованиями, например, определяется северная граница их распространения в Европе.
После образования семян либо весь плод, либо содержащиеся в нем семена (или семя), отделяются от родительского растения. Способы расселения семян и плодов у цветковых растений очень разнообразны. Конечно, ветер и вода здесь широко используются как посредники в расселении, но к ним еще добавляется посредничество животных, а также использование механических сил, возникающих в самом растении, и, кроме того, многочисленные приспособления плода, позволяющие наиболее эффективным образом использовать перечисленных посредников.
Существуют три главных внешних фактора, распространяющие семена,
1) распространение ветром (анемохория);
2) распространение животными (зоохория);
3) распространение водой (гидрохория).
Распространение животными
Распространение семян животными, в общем, более надежно, так как животные обычно посещают плодородные участки, подходящие для прорастания семян. Плоды, снабженные колючками или крючочками, прицепляются к коже или шерсти проходящих мимо животных и могут быть перенесены на некоторое расстояние, прежде чем будут содраны или отпадут. Прицепки развиваются из разных частей плода или окружающих структур .
Рис. 1. Плоды, распространяемые животными
Примерами служат плоды подмаренника цепкого, гравилата, лопуха, моркови, лютика, череды, репешка.
Примерами сочных плодов служат плоды сливы, ежевики, земляники, томата, яблони. Мясистые части этих плодов служат пищей животным и птицам. При созревании они обычно приобретают яркую окраску и аромат, привлекающие животных. Животное съедает, и семена проходят через кишечник и выходят с испражнениями, часто попадая на плодородную почву. Содержащиеся в экскрементах питательные вещества могут повышать плодородие почвы вокруг семени.
Распространение ветром
Многие растения, распространяемые ветром, имеют специальные приспособления. К их числу относятся летучки, которыми снабжены, например, семена ивы, кипрея, хлопчатника, плоды одуванчика, и крылатки, как, например, у сосны (голосемянные), яза, ясеня, клѐна, граба.
Рис. 2. Плоды и семена, распространяемые ветром
У ряда растений, например у мака, чернушки, наперстянки, лихниса, плод – коробочка, сидящая на ножке, которую колышет ветер, так что многочисленные мелкие семена высыпаются через поры в верхней части плода.
Семена некоторых растений, например, орхидей, настолько мелкие и лѐгкие, что разносятся ветром, не имея никаких специальных придатков, вскрывающихся плодов. Вскрытие у них происходит путѐм растрескивания по шву между плодолистиками, как, например, у бобов. Семена при этом либо выбрасываются из плодов более или менее сильным толчком, либо просто выпадают из них. Некоторые из таких семян имеют приспособления для распространения ветром (например, у кипрея). Коробочки тоже бывают вскрывающимися (например, у мака и кипрея), причѐм у некоторых растений семена выбрасываются из них с силой (например, у фиалки).
Распространение водой
В клетках стенки завязи накапливаются такие вещества как белки, крахмал, сахара, жирные масла, некоторые витамины и др. Лишь немногие
плоды и семена специально приспособлены для распространения с помощью воды. Они содержат воздушные полости, удерживающие их на поверхности воды.
Рис. 3. Плоды, распространяемые водой
Кокосовый орех - костянка с волокнистым мезокарпием и многочисленными воздухоносными полостями. У кувшинки семя снабжено губчатой оболочкой, происходящей из ножки семязачатка.
Случайное распространение
Разделение семян и плодов на категории в зависимости от способа их распространения не является строгим. Во многих случаях большую роль играет элемент случайности, и данный плод или семя может распространяться двумя из названных трѐх способов или даже всеми тремя. Один из главных факторов случайного распространения является человек; семена могут прицепляться или прилипать к его одежде и т. д. или перевозиться с разными грузами на транспортных средствах. Засорение зерновых культур семенами сорняков обычное явление, наблюдаемое по всему земному шару. Орехи, припрятанные про запас грызунами, могут остаться, и прорасти следующей весной. Наводнения, ураганы и т. д. могут занести семена дальше, чем обычно.
Распространение семян и плодов животными называется зоохорией (от греч. zoon – животное, choreo – отхожу, продвигаюсь).
Многие сочные плоды охотно поедают птицы. В поисках пищи птицы обычно ориентируются на внешний вид и вкус поедаемых плодов и семян, поэтому распространяемые ими плоды должны быть ярко окрашенными и вкусными (с точки зрения птиц, конечно). И вот что интересно – до созревания плоды и семена имеют зеленую окраску и содержат много кислот и горечей, что отпугивает птиц. А вот запах для птиц не имеет никакого значения – обоняние у них играет меньшую роль при поиске пищи, чем зрение. Остается добавить, что перенос семян и плодов птицами называется орнитохорией (от греч. ornis – птица).
При прохождении по пищеварительному тракту птиц семена не перевариваются и сохраняют жизнеспособность. Поэтому, выйдя с пометом, они оказываются не только на значительном расстоянии от родительского растения, но и находятся в окружении питательных органических веществ (самого помета), которые обогащают почву вокруг семени и способствуют его прорастанию и дальнейшему развитию. В помете ворон и галок, например, находят совершенно целые косточки костянок.
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, а потом посадили в почву, они проросли! Еще один пример, галапагосская черепаха и семена дикого томата.
Семена могут разносить млекопитающие. Чаще всего это различные обезьяны, грызуны и рукокрылые. Семена многих злаков без повреждений проходят через пищеварительную систему копытных, а всхожесть у них при этом даже повышается. В эндозоохории могут принимать участие и хищники: например, спелые арбузы при возможности включают в свой рацион лисы и шакалы, медведи охотно кормятся на ягодниках, и т.д.
Вывод : эндозоохорные растения имеют сочные плоды или соплодия с яркой окраской, чтобы быть хорошо заметными, или с сильным ароматом, чтобы привлекать животных с большого расстояния, особенно в темное время суток. Также семена обладают прочной оболочкой, предохраняющей их от переваривания. Благодаря оболочке семена проходят через пищеварительную систему целыми и невредимыми.
Очень часто животные не поедают сразу семена или плоды, а уносят их и складывают про запас, особенно в период изобилия пищи. Когда, например, белки едят семена, они никогда не съедают их все. Потерянных семян вполне достаточно, чтобы растения расселились. Часто животные уносят шишки далеко от того места, где их собирают. Про некоторые свои кладовые они и вовсе забывают, кроме того, владелец может попросту погибнуть прежде, чем успеет ими воспользоваться. В таких случаях семена через некоторое время прорастут, причем часто на значительном расстоянии от родительских растений.Такой способ распространения семян получил название синзоохории (от. греч. syn – вместе).
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.
В распространении семян и плодов большую роль играют муравьи. Это явление называется мирмекохория (от греч. myrmex – муравей). Многие муравьи приносят в свое жилище семена и плоды различных растений. На таких семенах есть специальные выросты с питательным и вкусным маслом.Такие семена имеют первоцвет, подснежник, фиалка, молочай, хохлатка, копытень, чистотел, иван-да-марья, гусиный лук, перелеска, звездчатка, ясменник и др.
После созревания плоды и семена падают недалеко от материнского растения и прорастают, продолжая растительный род. Но в большинстве случаев животные, вода, ветер переносят их на новые места, где, при наличии благоприятных условий, они прорастают и обеспечивают освоение растениями новых местообитаний. Так происходит расселение - необходимый этап в семенном размножении. Благодаря расселению происходит расширение территории обитания видов растений, заселение растениями островов и территорий после пожаров, вулканических извержений, обогащения состава растительных сообществ и т. Плоды семян растений распространяются различными способами: сомопоширення, ветром, животными, водой, человеком.
Существует большая группа растений, способных самостоятельно распространять (способы расселения растений ) плоды и семена (горох, фасоль). В них после созревания плоды растрескиваются, и семена с помощью механических сил катапультируется на большие расстояния. Растения могут распространять семена и с помощью давления. Например, в Крыму и на Кавказе растет огурец-пирскач. Когда семя созреет, в плодах собирается слизь, которая вместе с семенами с силой выбрасывается наружу.
Многие растения имеют приспособления для распространения плодов ветром (анемохория ). В одних растений плоды и семена очень легкие (орхидеи), в других - развиваются волоски (тополь белый), парашютики (одуванчик), крылатки (клен). В степных и полупустынных растений (верблюжья колючка, курай), которых называют "перекати-полем", высохшие кусты имеют шарообразную форму, легко перекатываются ветром, рассеивая при этом семена.
Многие растения имеют приспособления для распространения плодов и семян животными (зоохория ). Например, сочный околоплодник у плодов рябины, черешни привлекает птиц, крючочки у плодов лопуха настоящего служат для удержания в шерсти млекопитающих. Муравьи разносят семена чистотела, фиалок, что съедобные придатки.
Во многих водных растений (кувшинки, кувшины) распространение осуществляется с помощью воды (гидрохория ), поэтому их плоды и семена имеют водонепроницаемые ткани, воздушные камеры, слизистые покровы с пузырьками и тому подобное. В кокосовой пальмы внешний слой ее "орехов" водонепроницаемый, а средний - образован из волоконец, между которыми есть много воздуха. Эти особенности вместе с длительным периодом покоя позволяют кокосовой пальме расселяться на большие расстояния с помощью океанических течений. А вот плоды сейшельской пальмы регулярно доходят Сейшельских к Мальдивских островов, но никогда там не прорастают.
Большую роль в распространении семян растений играет человек (Антропохория ). Семена и плоды переносятся с различными товарами, предметами, одеждой. Иногда человек, не желая того, способствует распространению сорняков: то высевают их семена вместе с семенами культурных растений (куколь обыкновенный), то переносит из района в район обуви или одежде (череда). Сорняки используют для своего распространения все возможные виды транспорта. Иногда зеленые пришельцы настолько широко распространяются на чужой территории, становятся как бы местными растениями. Так, из Америки в Европу занесены галинсога мелкоцветная и амброзия, а из Европы в Америку - подорожник, чертополох.
Итак, основными способами распространения плодов и семян является самораспространению, распространение ветром, водой и животными.
растительного мира предусмотрела не только развитие и приспособленность к окружающей среде растений, но и выработала приспособление к эффективному распространению семян. Распространение семян и плодов необходимо растениям для того, чтобы они не конкурировали за ресурсы.
Пример 1
Например, если отросток появляется под материнским растением то, скорее всего, он погибает из-за недостатка солнечного света, или малоразвит.
Разнообразное строение плодов предоставляет различные способы распространения. Распространение осуществляется при помощи антропогенных, биотических и абиотических факторов. Исходя из этого, существует четыре способа распространения плодов и семян:
- Животные и человек;
- Ветер;
- Вода;
- Самораспространение.
Многие плоды способны распространятся несколькими из способов.
Распространение плодов и семян животными
Замечание 1
Считается что животный способ распространение семян самый эффективный, поскольку человек и животные способны относить достаточно далеко от материнского места растения. Человек распространяет множество видов растений на все материки света.
Известно четыре варианта распространения семян.
Одним из вариантов - распространяются сухие плоды . С помощью мелких крючочков, зацепок, колючек, семена крепятся к шерсти животных и попадают на одежду человека. Таким образом, семена мигрируют вместе с животными и человеком. Семена растений, оказавшись на новом месте и при благоприятных условиях, прорастают. Например, череда, подмаренник, лопух, верблюжья колючка и другие цепкие растения.
Второй вариант распространения осуществляется сочными плодами . Животные, поедая сочные плоды, не перерабатывают семена плодов, и таким образом семена оказываются на другом месте. На пример растения образующие сочные съедобные плоды, ягоды, яблоки, вишни, рябина, бузина и др.
Третий вариант существует благодаря запасам плодов грызунов . Забытые или потерявшиеся не съеденные плоды грызунов распространяются. Например, орехи, желуди, злаковые растения.
Четвертый вариант присущ человеку . Переезжая на дальние расстояния человек, перевозит большие грузы и вместе с ними случайно перевозятся семена и мелкие плоды растений с одного континента на другой. Так же человек может специально перевести на свою родину плод или семя растений для дальнейшего его выращивания. Так в Европу, например, были завезены с других материков картофель и табак. Примеров такого распространения очень много.
Распространение плодов и семян ветром
Семена и плоды приспособлены к полету благодаря их легкости. От этой способности зависит расстояние полета семени или плода. Кроме их массы расстояние преодолевается при помощи летательных образований, которые увеличивают площадь плода. От большого объема поверхности плода и его маленькой массы, зависит его легкость полета.
Летательные образования представлены летучками и крылатками. К летучкам относят плоды с пушистыми образованиями или парашютики. Например, тополь, ива, хлопчатник, одуванчик и др. крылатки имеют пленчатые выросты, они достаточны большие, что с легкостью осуществляется полет плода. Плоды-крылатки характерны для деревьев, например, клен, береза, ясень.
Распространение плодов и семян водой
Водой распространяются соответсвенно водные растения, а также те растения, которые растут над водой вдоль берегов. Плод приспособлен к плавучести при помощи образования воздушных полостей внутри него. Например, в волокнистой части кокоса находится много воздуха, поэтому кокосы не тонут и достигают соседних островов. Губчатым плодом окружены семена кувшинок, что не дает им утонуть. Так же при помощи воды распространяются осока, ольха.
Самораспространение семян плодами
Такой способ характерен для раскрывающихся сухих плодов, при созревании они сами обеспечивают разброс семян. В некоторых случаях семена выталкиваются с силой. Так ветром, от созревшей коробочки, которая вскрывается и колышется, рассыпая семена, распространяются растения, например, фиалки, мак. Именно коробочка приспособлена для самораспространения, а ветер играет лишь второстепенную роль.
Распространения растений имеющих плод боб осуществляется при помощи его созревания, высыхания, скручивания и, в конечном итоге, растрескивания по шву, что способствует разбрасывания семян. Так распространяются акация, люпин, бешенный огурец, недотрога.
Замечание 2
Самораспространения по отношению с остальными способами, считается не эффективным. Поскольку, от родительского растения семена не отлетают.
