Текст книги "Из жизни растений"
Автор книги: Вера Корсунская
сообщить о нарушении
Текущая страница: 3 (всего у книги 5 страниц)
Но вот что интересно: более позднее обрывание листьев не вызвало появления новой листвы. Ведь была близка уже осень, когда всё равно листья должны опасть. Это пример саморегулирования жизненных процессов у растений.
Наступает конец лета. Отцветает большинство наших растений, стебли и листья их желтеют и вянут. К этому времени образуются плоды, а в них – семена.
Приходит осень.
Осенью
Осенняя расцветка листьев
Чудесны краски осеннего леса, сменившие летнюю однотонность зелени. Букет из осенних листьев не уступает по красоте и разнообразию расцветки весенним цветам.
Листья рябины пунцовые, липы и березы – золотые, бирючины – фиолетовые, осины – оранжевые. Всё это богатство приумножено переходами, оттенками… В этой пестрой игре тонов, полутонов, теней и полутеней особая прелесть, без которой нельзя и представить себе нашего осеннего ландшафта…
Листья кустарников и трав усиливают осенние перемены в расцветке ландшафтов.
А чем эта расцветка вызывается? Нужна она растению?
Вы знаете, что в листьях содержится не только группа зеленых, но и желтых пигментов. Летом более яркий пигмент – зеленый – маскирует желтый. Зеленый цвет растений зависит от огромного количества хлорофилловых зерен в их клетках.
При участии хлорофилловых зерен в зеленом растении на свету образуется органическое вещество. Часть зерен при этом разрушается, часть создается вновь под влиянием света. К осени всё больше и больше ослабевает жизнедеятельность листа. Образование хлорофилла замедляется и совсем прекращается. Но своим чередом идет его разрушение под влиянием солнечного света.
Теперь становится понятным, почему появились желтые и зеленые тона наших кленов: исчезает их прежняя маскировка – хлорофилл. Чем же объяснить появление пурпурных, багряных тонов? Багрянец, пурпур, синий, лиловый цвет осенних листьев объясняется образованием в них красящего вещества – антоциана. Возникает опять ряд вопросов: чем объяснить, что антоциана много в листьях осенью? Откуда он берется? Нужен ли он растению?
Образование антоциана зависит от количества сахара в клеточном соке, пониженной температуры и света. Правда, есть случаи, когда антоциан образуется у некоторых растений и в темноте. Полагают, что он образуется при взаимодействии сахара и особых веществ – дубильных. А эти вещества как раз имеются осенью в листьях в достаточном количестве.
Не раз замечали, что иногда на некоторых деревьях и кустах часть ветвей начинает расцвечиваться осенними красками в то время, когда до осени еще далеко. Это часто можно видеть в виноградниках. Покрасневшие ветви обычно оказываются поврежденными. Попробовали нарочно повредить некоторые виноградные лозы поперечными надрезами до двух третей глубины древесины. Все листья выше надреза остались зелеными. Перерезали поперек главную жилку листа дикого винограда и некоторые боковые жилки, сохранив целым черешок листа. Через четырнадцать дней верхняя часть листа выше надреза стала совершенно красной, а нижняя долго оставалась зеленой.
Как известно, сахар в темноте спускается вместе с белками и крахмалом из листа в другие части растения. Было выяснено, что ускорение образования антоциана в листьях зависит от задержки сахара над местом пореза.
Актинидия.
И. В. Мичурин наблюдал, что при пересадке сеянцев разных видов актинидии в конце августа многие растения окрасились антоцианом. Иван Владимирович заметил, что расцвечивались и те сеянцы, которые не пересаживались, но были потревожены при пересадке других. В чем же причина? Иван Владимирович видел ее в нарушении «равновесия между работой корней и листьев». Он писал: «…предполагаю, что корни в данном случае доставляли менее материала, чем испаряли листья, вследствие чего и температура ткани периферии листьев понизилась сверх меры, а тут еще, кстати, и температура воздуха вдруг с 24 на 25 августа спала с 20° до 8°, что и вызвало появление антоциана». В подтверждение своих наблюдений Иван Владимирович рассказывает, что не потревоженные при пересадке сеянцы не окрасились антоцианом.
Какое же значение для растения имеет антоциан?
Ответ был получен в результате поставленного опыта. Один исследователь приготовил смесь из воска, какао и твердого масла и покрыл ею снизу лист, расцвеченный осенним багрянцем, а затем поместил лист верхней стороной на солнце. Под красными участками слой смеси размягчился, а под зелеными – остался твердым. Значит, антоциан защищает растение от холода.
Пестролистные формы встречаются и в тропических странах. И там антоциан придает растению дополнительную теплоту. Но у нас этот избыток тепла защищает растение от осеннего похолодания, а в тропических странах с влажным климатом он повышает испарение воды листьями. Польза его очевидна и в том и в другом случаях.
Как происходит листопад
Очень часто думают, что листопад вызывается осенними заморозками и непогодой. Это совсем не так. На острове Мадейре давно разводят наши дубы. В половине января они сбрасывают там свои листья, а температура в это время – около +15 °C.
Каждый школьник-юннат хорошо знает, что пересаженные в уголок живой природы клены и дубки все-таки теряют листья.
В оранжереях выращивают ценные сеянцы деревьев, которые в природе теряют листву. И вот в условиях тепла, влаги, света у сеянцев наблюдается листопад. А в то же время у нас весной бывают серьезные заморозки; но разве кто-нибудь наблюдал при этом листопад? К тому же листья во время листопада совсем не кажутся мертвыми. Они упругие, довольно свежие.
Значит, не холода и осенние бури вызывают опадание листьев, а другие причины. Листопад связан со всей жизнью растения, и, в частности, с зимним периодом покоя.
Как происходит опадание листьев?
У основания листа, незадолго до листопада, образуется особая ткань, клетки которой энергично размножаются и отделяются друг от друга. Никаких разрывов клеток или тканей при этом не происходит.
Наверное многие замечали, что листья висят осенью буквально на «ниточке»? Это сосудистые пучки, еще связывающие лист со всем растением. Но вот нарушается и эта связь, наступает листопад.
В дереве идет к нему большая подготовка. Например, химический состав листьев в начале лета и незадолго до листопада разный. Перед опаданием листьев из них оттекают в ствол и ветви вещества, в которых содержится азот. В таких веществах дерево больше всего нуждается.
Вот видите, не надо думать, что листья на дереве просто упали от мороза.
Значение листопада
А где-нибудь еще на земном шаре произрастают растения, у которых есть листопад? Да. Африканские саванны в течение нескольких месяцев в году стоят совершенно голыми. Деревья безлистны, а травы сожжены солнцем. В зимние месяцы пройдут обильные дожди – и снова пышно развернется растительность саванн.
Такая же картина наблюдается во многих тропических и субтропических странах, где короткий, сильно влажный период приходит на смену долгому сухому времени. Ч. Дарвин описывает Галапагосский архипелаг: «…Сухая, раскаленная поверхность, палимая полуденным солнцем, делает воздух спертым и знойным, словно он идет из печи, нам показалось даже, что кустарник неприятно пахнет. Несмотря на все мои старания собрать как можно больше растений, мне удалось собрать их очень немного, и эти жалкие былинки скорее можно было принять за арктическую, чем за экваториальную флору…»
Или вот еще: Дарвин посетил главный остров архипелага Зеленого мыса – Сант Яго.
Он рассказывает, что на обширных равнинах этого острова, покрытого лавами, трудно найти какую-нибудь былинку. Дождей здесь почти не бывает, но зато есть в году короткий промежуток времени, когда льют настоящие ливни. И вот тогда буквально из каждой трещины пробивается зелень. В условиях засухи в определенное время года сбрасывание листвы дает растению выгоды.
В наших широтах зима – засушливый период в жизни растений. Корни растений с трудом подают воду, а испарение продолжается даже в самые сильные морозы. Если бы деревья сохранили на зиму свой летний наряд, то они засохли бы. Мы привыкли считать зиму только холодным временем года, забывая, что она является и сухим временем года.
В одних странах листопад наступает в период жары, а в других – у нас – в период холодов. Но и там и здесь листопад жизненно необходим растению, потому что предохраняет его от высыхания. Растение испаряет очень много влаги. На 100 граммов сухого вещества листьев за лето испаряют:
дуб – 54,6 килограмма воды,
береза – 81,4
ясень – 85,6
А вот сосна испаряет воды только 9,4 килограмма.
Теперь понятно, почему сосна и ель могут красоваться и зимой в своем зеленом уборе. Ведь их хвоя испаряет в несколько раз меньше воды, чем листья дуба, клена и других лиственных пород.
На примере листопада мы видим, как сложно понятие о пользе организма. Листья гибнут, растение, конечно, теряет при этом некоторые питательные вещества, но польза, получаемая при этом, перевешивает вред, и в результате гибели органов-листьев организм выигрывает в целом.
Есть ли вечнозеленые растения?
Во влажных советских субтропиках, на Черноморском побережье Кавказа, например в Сочи, в январе днем так тепло, что люди ходят в легких костюмах. На деревьях нет листьев, лианы голые. Значит, и здесь лиственные леса лишь летнезеленые.
Еловые и хвойные леса условно могут быть названы вечнозелеными. Их хвоя сменяется в течение нескольких лет.
А есть ли настоящие вечнозеленые растения?
На острове Яве, в Байтензорге, имеется огромный тропический ботанический сад. Вот там, в условиях влажного тропического климата, наблюдали за многими древесными породами, чтобы выяснить, существует ли у них листопад. Оказывается, что существует, но он протекает по-другому, чем у нас. Например, японское гинкго сбрасывает свои листья в течение нескольких дней. Листопад происходит в зависимости от продолжительности жизни листьев, приблизительно через одни и те же промежутки времени. А продолжительность жизни листьев у разных видов растений очень различная.
Продолжительность жизни листьев (в годах):
Бирючина японская … 2
Падуб … 2
Дуб … 2
Золотое дерево … 2–3
Чайный куст … 2
Японская криптомерия … 4
Китайская зонтичная пихта … 8
Пихта твердая … 15
Это показывает, что листопад может происходить у растений не только от засухи, что листопад происходит периодически, и продолжительность периода, через который происходит смена листьев, является характерной для вида растений. Значит, и в этом случае сбрасывание листвы вызывается здесь тоже какой-то жизненной необходимостью.
Засухи в данном случае нет. Причина листопада здесь другая.
Всю свою жизнь растение усиленно испаряет воду, засасывая корнями из почвы всё новые и новые порции ее. Почвенная вода представляет собой раствор минеральных солей. Часть их остается в клетках листа не использованной на питание растения. К осени их накапливается порядочно. Это видно на таком примере: в конце мая листья бука содержат 4,6 % золы; в конце июля – 7,4 %; в конце октября – 10–8 %.
Накопление минеральных солей в листьях мешает нормальному режиму растения. Сбросив листья, растение восстанавливает условия для своей нормальной жизнедеятельности.
Вот почему листопад происходит и у растений влажного тропического климата.
Итак, мы называем вечнозелеными такие растения, у которых смена листьев происходит постепенно и поэтому незаметно для глаз.
Суровые условия нашего северного климата внесли известную правильную периодичность в смену убора деревьев. А в сырых тропиках даже у экземпляров одного вида все эти фазы – опадание листьев, покой в росте и выгонка новых побегов с новыми листьями – проходят в разное время года.
Исследователи описывают, что там можно рядом встретить два дерева одного вида, но одно с новыми побегами, другое – со старыми. Больше того, можно видеть, как на одном и том же дереве одни ветви голые, другие – с почками, третьи – с листьями.
Наши дубы, яблони, груши, перенесенные в условия сырых тропиков, хоть и сбрасывают там свои листья, но в этом сбрасывании теряют прежний порядок.
В новых условиях наследственность их потеряла прежнюю устойчивость. Другие условия жизни – и, значит, по-другому начали протекать жизненные процессы растения.
А нельзя ли заставить летнезеленые растения стать вечнозелеными?
Ближайший помощник И. В. Мичурина П. Н. Яковлев привил черенок лимона к однолетнему гибридному сеянцу груши «бере зимняя Мичурина» и держал растение в горшке в теплице. И что же? Груша должна была бы сбросить свой зеленый наряд к зиме, как это обычно и происходит с летнезелеными растениями в комнатных условиях. Но оказалось совсем другое.
Черенок лимона привит на сеянец груши.
Подвой-груша под влиянием вечнозеленого лимона перестала сбрасывать свою листву на зиму.
Попробуйте в живом уголке повторить этот интересный мичуринский опыт: заставьте грушу стать вечнозеленым растением.
Такого рода наблюдения и опыты ставились не раз. И оказывается, что летнезеленые растения, например персик, при культуре их в условиях тропического климата превращаются почти в вечнозеленые. Причем, если выращивать европейские растения в условиях тропиков прямо из косточек, то это превращение происходит значительно быстрее, чем в случае выращивания прививок.
Персик выращивался из косточки на острове Реюнион (Присоединения). Этот остров лежит к востоку от Мадагаскара. В новых условиях у персика постепенно сокращался период покоя, и через десять-двенадцать лет персик становился почти вечнозеленым. То же наблюдалось здесь у яблони и айвы, вывезенных из Европы и выращиваемых из семян. Эти примеры прекрасно подтверждают мичуринское положение о том, что молодые растения легче приспособляются к новым условиям жизни.
Известны случаи, когда вечнозеленые растения в изменившихся условиях начинают сбрасывать листву. В 1939 году при обследовании лесов Северного Кавказа, Туапсе было замечено, что пробковый дуб (вечнозеленый), посаженный в горах, стал сбрасывать свои листья на зиму, выдерживая мороз 23 °C.
Понятно, что такое превращение древесных пород затрагивает не только листья, но вызывает вообще полную перестройку жизнедеятельности дерева, приспосабливающую его к новым условиям.
Сроки листопада
Замечено, что один и тот же вид растений на горах и в долинах теряет листву в разные сроки. Листопад у дуба, растущего на горах, начинается раньше, чем в долинах. В чем причина? Почва в незащищенных от ветров гористых местностях быстрее охлаждается, чем в низменностях. Почвенные растворы перестают всасываться корнями, и начинается листопад.
С другой стороны, замечали, что в сырых тенистых оврагах березы и другие лиственные породы стоят совсем зелеными в то время, как с других экземпляров этих же видов на сухих холмах спадают последние листья.
Несомненно, что изменения погоды оказываются на ходе листопада. Сырая, пасмурная осень сопровождается обычно медленным листопадом. Ясные морозные дни, особенно с ветром, уносят сразу чуть ли не все листья дерева. Самый период листопада у разных пород – различной длительности. Если липа теряет свою листву в две недели, то у березы листопад продолжается около двух месяцев. Листопад у березы считается самым длительным. Замечено также, что разные деревья одного и того же вида, растущие рядом друг с другом, примерно в одних и тех же условиях, теряют листву тоже в разные сроки.
Нередко спрашивают: «Разве в наших местах растут вечнозеленые дубы? Мы видели зимой дуб, покрытый зелеными листьями». Действительно, у нас встречаются такие дубы. Листья их зимой мертвые, но крепко держатся на ветвях. Только в начале весны они опадают. Это «поздний дуб», так называют его в отличие от «раннего дуба», нормально сбрасывающего листву.
«Поздний дуб» и весной запаздывает. Его цветение и распускание почек происходит в среднем на 15–20 дней позже по сравнению с ранней формой. Возможно, что и у других древесных пород встречаются ранние и поздние формы. Для Кавказа, например, найдены поздние буки и каштаны.
Осенние цветы
В одном месте этой книжки говорилось о селезеночнике как раннецветущем растении. Бледнозолотистые пятна селезеночника мы можем встретить и осенью, но в июле и в августе – никогда. Это ранневесеннее растение быстро созревает и приносит плоды. Уже в июне все наземные части селезеночника отмирают, и только под землей сохраняется его корневище с почками. В сентябре селезеночник опять дает листья и бутоны. Как объяснить такое своеобразное развитие селезеночника?
В наших широтах весной и осенью продолжительность дневного освещения примерно одинакова, зато летом она значительно увеличивается.
Селезеночник развивается в условиях короткого дня, скрывается на покой в светлые летние дни и снова продолжает прерванное развитие в условиях короткого осеннего дня. Несколько видов подобных растений встречается в Крыму и на Кавказе. Особенности развития таких растений, в частности осеннее цветение, объясняются их требованиями к световому режиму.
Селезеночник.
Академик Трофим Денисович Лысенко открыл, что растения каждого вида требуют для своего развития определенных условий на разных этапах своего развития. Так, на первом этапе в числе прочих условий растения требуют пониженных температур. А дальше растение проходит второй этап жизни, когда оно требует определенного светового режима. Можно вырастить очень высокие растения кукурузы, но так и не получить от нее плодов, если не удовлетворить потребность растения в чередовании света и темноты. И у каждого вида культурных и диких растений своя «световая» потребность. У диких растений она мало еще изучена. На основании открытия академиком Лысенко законов стадийного развития у злаков можно проникать в тайны развития диких растений.
Селезеночник – растение короткого дня. Летом день более длинный, неподходящий для растений короткого дня. Они и не цветут летом, а цветут весной и осенью. Вот большая группа кавказских видов, зацветающих осенью во второй раз: белая лапчатка, морозник, бесстебельный первоцвет, безвременник.
Есть группа растений, которые в первый раз зацветают именно осенью: это вереск, полынь, болотный белозор.
Белозор.
Конечно, не все особенности развития растения можно объяснить особенностями их требований к свету. Вот, например, было сказано, что наши полыни цветут осенью. Они широко распространены почти во всей Европейской части СССР, на Кавказе, в Сибири и в Туркестане.
Полынь.
По происхождению это южные растения. Развитие их на родине протекает в условиях длинного вегетационного периода. Вот почему в наших широтах цветение полыни и происходит осенью.
Иногда осенью во второй раз зацветают растения, уже отцветшие весной. Плодов обычно при этом не завязывается, а если они и завязываются, то созреть никогда не успевают.
Дети любят искать осенью цветок вишни, яблони в плодовых садах. Цветут второй раз земляника, речной гравилат, калужница, душистая фиалка.
И опять привычный вопрос: в чем значение этого явления? К. А. Тимирязев очень хорошо сказал: «…эта мысль о приспособлении преследует биолога или, выражаясь точно, руководит им решительно на каждом шагу».
К. А. Тимирязев говорил, что если бы кто-нибудь взялся вычислить, какое слово стало самым употребительным в биологии за последнюю четверть века (конец XIX века и начало XX века), то несомненно, что таким словом будет: «приспособление». Но в данном случае цветение растения является совершенно бесполезным, даже вредным: напрасная трата соков растения. Ученые указывают, что второе цветение названных растений наблюдается обычно в годы засушливой и жаркой весны. В такие годы при цветении не используются все питательные вещества, обычно затрачиваемые растением. Они-то и расходуются на второе цветение.
Весенне-осенние цветы
К осени на скошенных лугах появляется много цветущих растений. Их можно встретить также на жнивье. В последнее время стали внимательно изучать эти растения. Оказалось, что они имеют весенние и осенние формы, так называемые сезонные формы. Здесь нужно учесть хозяйственную деятельность человека: уборка хлеба и сенокос. Низкорослые растения, вроде полевых анютиных глазок, красного клевера, развиваются в самом нижнем ярусе, под прикрытием хлебов или трав. Те из них, которые окажутся повыше, непременно будут срезаны ножом или косой, самые же низкорослые уцелеют и переживут тяжелое для них время – лето. Осенью такие растения быстро растут, цветут и дают плоды.
Уборка хлебов и сенокос повторяются из года в год, и каждый год могут приносить семена либо экземпляры, цветущие очень рано, либо очень поздно. При повторяющихся условиях жизни организмы приобретают наследственные изменения. Свойства осенних и весенних форм наследственны. Но эти формы мало изучены.
О многих растениях совсем недавно думали, что они начинают цветение весной и цветут непрерывно всё лето и осень. Справки такого рода можно получить в любом ботаническом определителе и атласе, а оказалось, что это весенние и осенние формы.
Что же касается наблюдений над этими формами, то они очень просты, доступны для каждого и интересны. Надо собирать весной и осенью цветущие экземпляры растений одного и того же вида и сравнивать их между собой. Возможно, что вы откроете новые сезонные формы у таких растений, существования которых никто и не подозревает.
Чтобы выяснить наследственные свойства, надо собирать семена этих растений, высеивать и выращивать растения из них.
* * *
Часто говорят, что осень – скучная пора, тоскливая пора. Картина листопада полна тихой грусти: падающие листья, голые сучья предвещают близкую зиму… Говорят, что близки смерть и сон природы. Для натуралиста листопад – не предвестник гибели растения, но наоборот, – важное приспособление в жизни растения.
Сколько интересных наблюдений можно провести осенью! Постарайтесь сами заметить, – какое дерево прежде других начнет желтеть? В каком порядке осень тронет своей рукой деревья других пород? Понаблюдайте за листопадом двух или нескольких деревьев одной породы, но растущих в разных условиях: на холме, у речки и в других местах.
Вызовите раннее образование антоциана в листьях порезом коры, как об этом было рассказано раньше.
Конечно, не забудьте составить красивый букет из осенних листьев. Зимой он живо напомнит чудесную картину осени в родном лесу.
