Текст книги "Растения. Параллельный мир"

Автор книги: Владимир Цимбал

сообщить о нарушении

Текущая страница: 1 (всего у книги 9 страниц)

Владимир Анатольевич Цимбал
Растения. Параллельный мир

Предисловие. Поговорим о растениях?

Именно к разговору, спокойному, вдумчивому и серьезному, приглашает нас автор этой книги. И нельзя сказать, что разговор будет таким уж простым и легким. Несмотря на располагающую манеру изложения, автор затрагивает вопросы очень и очень непростые, однозначного понимания которых нет. Однако автор и не обещает читателям готовых решений, его кредо – непредвзятое отношение к фактам, рассмотрение наиболее популярных гипотез и теорий, изложение своей точки зрения с корректной аргументацией, без полемического «надрыва», от которого порой не могут удержаться академические ученые.

Автор книги не скрывает своей любви к растениям, как ныне живущим, так и ископаемым. Для него проросток папоротника, пробившийся из перегноя на приусадебном садовом участке, и веточка древнего хвойного, запечатленная на плитке песчаника, полны глубокого смысла, скрытого от неискушенного наблюдателя.

Желание поделиться впечатлениями, полученными во время общения с современными растениями, а также выводами, сделанными при обдумывании эволюционных судеб различных групп растений, помогло Владимиру Анатольевичу Цимбалу сделать книгу понятной и, пожалуй, даже захватывающей. Всем любителям живой природы я искренне советую эту книгу прочитать. Особенно полезна она будет школьникам и студентам, но мне кажется, что любой мыслящий, неравнодушный к окружающему миру человек найдет в ней много интересного для себя.

При этом, конечно же, читатель должен помнить, что перед ним не учебник, и не энциклопедия, хотя книга «Растения. Параллельный мир» вполне дидактична и энциклопедична. И дело здесь вот в чем. С одной стороны, при популярном изложении разных аспектов современной науки о растениях нельзя уйти от совершенно неизбежного упрощения чисто научной проблематики. С другой стороны, даже при очень пристрастном разборе какой-нибудь конкретной проблемы (возьмем в качестве примера происхождение наземных растений) трудно вовлечь в анализ все факты, все данные, полученные к настоящему времени, ведь речь идет о многочисленных видах и родах древних растений, их морфологии, анатомии, филогенетических взаимоотношениях и т. п. Поэтому для читателя, всерьез заинтересовавшегося историей растений, книга В. А. Цимбала будет приглашением в новый мир, полный противоречий, тайн и загадок, разгадки которых придется искать самому.

Я умышленно не хочу вступать в этом очерке в полемику по существу обсуждаемых или высказываемых в книге гипотез. Как я уже отметил, единодушия по многим важным вопросам, касающимся систематики, таксономии и филогении высших растений, нет и среди специалистов. И это хорошо. В научной среде всегда существовали и, конечно же, существуют сейчас, с позволения сказать, своего рода «экологические ниши», несущие собственную функциональную нагрузку. Среди ученых есть и «солдаты науки», добывающие факты ценой кропотливого ежедневного труда, и «консерваторы», ревностно оберегающие сложившиеся представления, традиции и парадигмы, и «революционеры», стремящиеся подчас перевернуть устоявшиеся теории или таксономические системы.

Не могу сказать, что я причисляю себя к таким уж закоренелым консерваторам, а автора книги вижу в числе «революционеров» от ботаники, но во время наших разговоров (не скрою, и горячих споров тоже) о растениях и их древней истории, мы часто оказывались на разных полюсах (нередко просто для удобства обсуждения того или иного вопроса). Частенько Владимир Анатольевич приносил для обсуждения интересный, необычный с его точки зрения образец, и мы вместе вертели его и так и сяк, разглядывая под бинокуляром и выясняя, кто же все-таки прав. Рассматривали растения в богатейшем собрании автора книги на его подмосковном приусадебном участке (я думаю, что по папоротникам и хвойным, растущим в открытом грунте, эта коллекция входит в десятку лучших в России), ползали на четвереньках, выискивая особо интересные лишайники на зарастающих отвалах старых фосфоритовых карьеров под Воскресенском, где, кстати, можно отыскать и окаменелую юрскую древесину из мезозойского леса. Такого же неформального отношения к современным и ископаемым растениям, отношения открытого к познанию нового, я желаю всем читателям этой книги.

Книга состоит из двух больших текстовых блоков. Первый сфокусирован на древней истории высших растений, второй посвящен растениям современным; при этом основной акцент сделан на их морфофизиологических особенностях. В книге много иллюстраций, выполненных, в большинстве своем, самим автором.

Знакомясь с содержанием глав, посвященных ископаемым растениям и реконструкции возможных путей их эволюции и расселения, читатель должен помнить, что регистрируемые палеоботаниками моменты появления или исчезновения того или иного таксона, определяются находками ископаемых остатков, которые, хочешь или не хочешь, связаны с вероятностными факторами: условиями захоронения, редкостью данного растения в растительных сообществах геологического прошлого, а также удачливостью коллектора. Поэтому картину возникновения и эволюции многих групп высших растений мы пишем все-таки широкими мазками, всегда имея в виду, что будущее готовит нам новые находки, способные существенно подкорректировать частные выводы.

Специфика палеоботанического материала накладывает свой отпечаток и на интерпретацию морфологии различных вымерших растений, аналогов которым нет в современной флоре. Возьмем, к примеру, очень интересную и необычную группу войновскиевых, над которой палеоботаники ломают головы уже несколько десятилетий. Автор книги пишет о том, что сам род войновския ( Vojnovskya)установлен для женских органов размножения, хотя мне кажется гораздо более вероятным, что это мужские репродуктивные органы. И точка в этом споре пока не поставлена.

Мне очень импонирует возвращение В. А. Цимбала в рассказе о силурийских и девонских высших растениях к термину «псилофиты», незаслуженно изгнанному из учебной и научно-популярной литературы. Род Psilophyton, по которому была названа эта группа, обладает номенклатурной легитимностью и валидностью. Специалисты, занимающиеся исследованием позднесилурийских и раннедевонских флор, его охотно используют. Сама же группа псилофитов отражает исключительно важный этап в эволюции биосферы Земли – выход высших растений на сушу и формирование первых наземных растительных сообществ.

На мой взгляд, растениям следующего после девонского, каменноугольного периода, можно было бы уделить больше внимания, однако мое мнение, как человека, занимающегося позднепалеозойскими флорами, конечно небеспристрастно. В каменноугольных лесах было много интересных и необычных диковинок, которым удивился бы и ботаник, избалованный современным разнообразием тропических покрытосеменных.

Автор книги сделал удачный ход в изложении палеоботанического материала – рассказал о птеридоспермах или «семенных папоротника», открытие которых было отнесено К. А. Тимирязевым к важнейшим событиям в ботанике на рубеже девятнадцатого и двадцатого веков. По значимости обнаружение птеридоспермов нередко сравнивают с находкой археоптерикса, совмещавшего признаки рептилий и птиц и оказавшегося одним из первых красноречивых палеонтологических доказательств дарвиновской теории эволюции. Правда, не совсем понятно отношение автора к проблеме моно– или полифилетического происхождения голосеменных (которое имело место, конечно же, еще в позднем девоне), но нельзя же предложить решение всех вопросов в одной научно-популярной книге…

Особое внимание в книге уделено пермскому периоду, и, конечно же, не случайно. Пермский период, единственный период в геохронологической шкале фанерозоя имеющий русское название, был выделен Р. И. Мурчисоном после его путешествия по России, осуществленном в начале сороковых годов девятнадцатого века, при финансовой поддержке и общем патронаже российского правительства. Но еще до экспедиции Мурчисона из медистых песчаников Приуралья в Москву и Санкт-Петербург привозили удивительные находки – кости и черепа древних ящеров, а также древесины, замещенные медной рудой и малахитом, и отпечатки листьев диковинных растений на плитах песчаника…

Изучение пермской флоры открыло новую страницу как в истории палеоботаники, так и в изучении разнообразия и эволюции древних групп высших растений, особенно голосеменных. О них и рассказывает В. А. Цимбал. И не только рассказывает, но и показывает. Мне очень понравилась предложенная им реконструкция ландшафта, существовавшего в Приуралье в кунгурский век раннепермской эпохи. Рисунок выполнен мастерски, и растения, показанные на нем, легко узнаются. Конечно, к реконструкции можно сделать целый ряд частных замечаний, но это уже другой разговор, развивать который на страницах научно-популярного издания, пожалуй, не к месту.

Я не хочу, да и не имею права, предвосхищать все те интересные, лакомые для ботаника темы, раскрываемые Цимбалом в его книге. Читателя еще ждут встречи с беннеттитами, кейтониевыми, лептостробовыми (более известными широкой аудитории как чекановскиевые, благодаря бессмертной «Плутонии» Обручева), археофруктусом и другими ископаемыми чудесами.

С. В. Наугольныхдоктор геолого-минералогических наук

Введение

Книга, которую вы держите в руках, посвящена растениям. Тем самым, которые окружают нас повсюду, которые дают нам всё необходимое для жизни, включая кислород и пищу. Растениям, к которым человек, с его потребительским подходом к природе, привык относиться лишь как к дровам в печке, как к запасам брёвен и досок в магазине стройматериалов, как к сырью для производства продуктов питания, тканей и других, столь же необходимых нам вещей.

Спросите своих знакомых, а знают ли они, что растения дышат, питаются, чувствуют, двигаются, что борьба за существование в мире растений также напряжённа и драматична, только ведётся она «тихими», незаметными для нашего невнимательного взгляда методами. Кто из нас задумывался о том, как венерина мухоловка за доли секунды захлопывает свой лист-ловушку с присевшей на него мухой, ведь у растений нет мышц! Значит, возможно движение и без мышц. А как она чувствует прикосновение насекомого (а ещё, между прочим, и его вкус)? Значит, растения реагируют на механические и химические раздражения. А как мимоза стыдливая, которую можно найти в магазинах, торгующих комнатными растениями, складывает свои листья при самом лёгком прикосновении к ним? Не видели? Она закрывает свои листики вдоль по побегу по очереди, «волной». Сначала те, что ближе к месту раздражения, потом всё дальше и дальше по ветке. Скорость передачи раздражения по тканям этого растения можно измерить – она может достигать 10 см в секунду. Но ведь у растений нет нервов, значит, возможна передача сигналов внутри организма и без нервной системы! Этот список совершенно удивительных примеров можно продолжать долго.

Растения видят без привычных для нас органов зрения, решают, как и куда им расти или перемещаться без центрального «диспетчерского» органа – мозга. Может ли такое быть? Да вот простой пример – если у ели отломана верхушка, то одна из боковых горизонтальных ветвей, которой «на роду было написано» расти вбок и давать шишки, вдруг принимает на себя роль основного побега, начинает расти вверх, и уже от неё начинают расти боковые ветки. Кто же, какой орган дал ей такую команду? Вот и получается, что мозга с нервами нет, а что-то, какой-то механизм прекрасно справляется с их задачей.

Растения прекрасно ощущают «вкус» почвы, на которой растут, химический состав воздуха, которым дышат. Есть у них и чувство равновесия – деревья на склоне оврага растут вертикально вверх, независимо от крутизны склона. Мы прекрасно знаем, что растения реагируют на температуру, влажность.

Итак, зрение, осязание, обоняние, чувство вкуса, чувство равновесия… только без привычных для нас органов чувств.

А задумывались ли вы о том, что растения бессмертны? Маленький черенок, срезанный со взрослого дерева, укореняется и вырастает, давая тем самым возможность одной растительной особи, пусть и теоретически, существовать вечно.

Есть ещё одна очень интересная, очевидная, но мало кем замечаемая особенность растений – их процесс роста. Дело в том, что растения растут не как мы с вами, одновременно развивая и изменяя весь наш организм, а постепенно наращивая новые ткани и органы поверх уже существующих. Поэтому на одном и том же дереве одним веткам всего лишь год от роду, а другим, нижним, может стукнуть уже и не одну сотню лет. Представьте себе, что вашим ногам исполнилось уже 20 лет, а, скажем, руки гораздо моложе – им всего по 10.

Получается, что рядом с нами, у нас под носом, существует мир, до которого не додумался ни один, даже самый изобретательный писатель-фантаст. Мир бессмертных существ, которые двигаются без мышц, «едят» солнечный свет, думают не мозгом, «нервничают» без нервной системы, да ещё и всё тело у которых разного возраста. Самый настоящий параллельный мир, как из фантастического романа.

Только вот этот мир мы почему-то привыкли считать «низшим», более простым по отношению к миру животных. А это далеко не так. Известный отечественный палеоботаник Сергей Викторович Мейен, очень удачно сравнивал кажущуюся простоту устройства растений и сложность строения животных с кажущейся простотой электронного прибора и сложностью механического. Конечно, тикающие часы с огромным количеством двигающихся шестерёнок, колёсиков и рычажков выглядят гораздо сложнее, чем часы электронные – простая плоская коробочка с батарейкой. Но простота эта обманчива.

Не надо забывать и о том, что растения существовали и эволюционировали на Земле никак не меньше времени, чем животные, и нет никаких причин считать, что скорость эволюции растений ниже, чем животных. Именно поэтому растения дали нам примеры изумительной приспосабливаемости, изощрённейших механизмов жизнедеятельности.

Вот об этом и рассказывается в книге.

Многие факты, которые вы встретите здесь, можно найти в различных научно-популярных и специальных изданиях, посвящённых растениям. Простые правила приличия требуют в таких случаях ссылок на эти работы. Но большое количество ссылок перегружает текст книги и делает её не слишком удобочитаемой. Тем не менее, автор, в меру своих сил, старался выбирать только наиболее проверенные и авторитетные источники, приведенные в конце книги, в списке рекомендованной литературы.

Автор благодарит доктора геолого-минералогических наук, ведущего научного сотрудника лаборатории палеофлористики ГИН РАН Сергея Владимировича Наугольных за полезные советы, содержательные консультации, предоставленную литературу и образцы.

Глава 1. Какие бывают растения

Староста не понял, что значит слово «дерево»,

и поэтому Швейк объяснил ему, что это берёза,

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

Я. Гашек. Похождения бравого солдата Швейка.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

– моховидные,

– плауновидные,

– членистостебельные (например, хвощи),

– папоротникообразные или папоротники,

– голосеменные (например, хвойные),

– покрытосеменные или цветковые.

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

Рис. 1. Генеологическое древо высших растений.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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