Текст книги "Я познаю мир. Ботаника"

Автор книги: Юлия Касаткина

сообщить о нарушении

Текущая страница: 14 (всего у книги 15 страниц)

Опыление – не всё так просто

Для того чтобы из семязачатков образовались семена, а из завязей, чашечки и цветоложа сформировался плод, необходимо, чтобы на рыльце пестика попала пыльца, то есть произошло опыление. Напомним, что существует две разновидности опыления: самоопыление, когда на рыльце попадает пыльца с тычинок того же цветка; и перекрестное опыление, когда пыльца переносится с одного растения на другое.

Для самоопыления никаких особенных приспособлений не требуется. У некоторых самоопыляющихся растений цветки даже не раскрываются и опыление происходит внутри закрытого венчика. Такие странные закрытые цветы можно найти у фиалки удивительной. Они расположены у самой поверхности почвы и дают семена в течение всего лета, а вот изящные голубые и фиолетовые цветы с тонким ароматом, украшающие леса весной и в начале лета, оказываются пустоцветами, хотя они даже выделяют нектар и посещаются насекомым. Зачем фиалке цветы, которые никогда не приносят семян? Зачем понапрасну тратиться на «дорогостоящий» нектар и даром кормить насекомых?

Возможно, раньше раскрывающиеся цветы фиалок выполняли свое предназначение и образовывали семена. Возможно, по каким–то причинам фиалки для получения семян стали обходиться только самоопылением в закрытых цветках, а те, яркие и пахучие, остались в качестве рудимента. А может быть, раскры вающиеся цветы фиалок все–таки опыляются насекомыми и завязывают семена, но это про исходит далеко не всегда и только при опреде ленных условиях? Как бы то ни было, тайна удивительной фиалки пока остается не раскрытой.

Фиалка удивительная. 1 – бесплодные цветки; 2 – плодущие нераскрывающиеся цветки

В природе растений, выбравших самоопыление, не так много. Большинство прилагает массу усилий, чтобы обеспечить перенос пыльцы с одного растения на другое.

А у ржи, кукурузы и капусты вообще существует запрет на опыление собственной пыльцой и семян при самоопылении никогда не образуется. Этот запрет связан с тем, что при самоопылении происходит близкородственное скрещивание, при этом возникает опасность накопления опасных мутаций, которые могут снижать жизнеспособность потомства. В мире живой природы существует неписаный закон, согласно которому и растения, и животные избегают близкородственного скрещивания.

А как же фиалка удивительная, спросите вы? Действительно, фиалки и еще несколько родов растений, не прибегающих к перекрестному опылению, не только не вымирают, но прекрасно себя чувствуют.

Однако, чтобы объяснить вам, почему так происходит, нам потребовалось бы написать целую книгу. Поэтому давайте ограничимся тем, что запомним: перекрестное опыление встречается в природе чаще, чем самоопыление, но если самоопыление все–таки существует, значит, в каких–то условиях оно тоже необходимо растениям.

Если рожь, кукуруза и капуста полностью отказались от перекрестного опыления, то многие другие растения этого делать не стали и поступили очень дальновидно. Представьте себе, что по каким–то причинам обмен пыльцой между растениями не состоялся. Например, в тенистом лесу, где и так–то немного насекомых, пока цвели растения, стояла такая сырая и холодная погода, что ни шмелей, ни бабочек днем с огнем было не отыскать. Перекрестное опыление в таких условиях невозможно, но остался запасной вариант – самоопыление. Лучше дать урожай «самоопыленных» семян, чем вообще не оставить потомства. Посмотрите, как остроумно выходит из затруднительного положения колокольчик. Если перекрестное опыление не произошло, его рыльце скручивается в кольцо и касается собственных тычинок.

Цветок колокольчика в начале цветения (слева) и в конце цветения (справа), если перекрестное опыление не состоялось. 1 – рыльце; 2 – тычинки

Армия помощников

Перекрестноопыляющиеся растения в качестве переносящих пыльцу агентов используют ветер, воду, насекомых, птиц и даже некоторых млекопитающих.

Бросать пыльцу по ветру или доверять ее воде – занятие довольно расточительное.

Представляете, какое огромное количество пыльцы пропадает просто так! Чтобы скомпенсировать эти потери ветро– и водоопыляемые растения вынуждены производить пыльцу в огромных количествах – таким образом увеличивается шанс, что хотя бы небольшая ее часть попадет по месту назначения.

Неэкономность ветроопыляемых растений оправдывает себя только в условиях обширных открытых пространств, где никакие преграды не останавливают ветер. Болота, луга, степи, саванны, пампасы и прерии – настоящее царство ветроопыляемых растений, особенно их много в семействах злаковых и осоковых.

Много ветроопыляемых растений и среди деревьев и кустарников умеренного климатического пояса. Чтобы повысить эффективность переноса своей пыльцы ветром, они зацветают ранней весной, до распускания листьев. Вспомните, еще кое–где лежит снег, а на орешнике, берёзе, тополе, осине качаются на ветру длинные сережки. Это соцветия, собранные из мелких невзрачных цветков. Как только пригреет весеннее солнце, щитки, закрывающие цветки, расходятся и становятся видны желтые тычинки. Можно дождаться порыва ветра или просто щелкнуть по созревшей сережке, и в воздухе поплывет желтое облачко пыльцы. Не встречая препятствий (листвы еще нет) пыльца далеко разносится ветром по весеннему лесу.

Мужские (слева) и женские (справа) сережки орешника:1 – рыльце пестика: 2 – пыльники

Вода опыляет цветковые растения, живущие в воде. Вот как происходит опыление у валлиснерии – распространенного аквариумного растения. Нераскрывшиеся мужские цветки отрываются от подводного соцветия и всплывают на поверхность. Здесь они раскрываются и плавают, как на лодочках, на отогнутых книзу трех листочках околоцветника, пока их случайно не прибьет к плавающим женским цветкам. Если хотя бы одна из двух тычинок мужского цветка соприкоснется с рыльцем, произойдет опыление.

Валлиснерия

Другое распространенное водное растение – роголистник опыляется прямо под водой. При созревании тычинки всплывают на поверхность воды, где происходит высыпание пыльцы. Пыльца у роголистника немного тяжелее воды, медленно опускаясь в глубину, она может попасть на рыльца погруженных в воду женских цветов.

Растения, которые для переноса своей пыльцы используют животных, не полагаются на волю случая, а действуют наверняка. Опылители, перелетая (переползая, перебегая) с цветка на цветок, разносят пыльцу, которая с их помощью попадает не куда–нибудь, а точно на рыльца пестиков других цветов. Потери пыльцы возможны и в этом случае, но они несравнимы с теми, что терпят ветроопыляемые растения. Правда, и здесь есть свои недостатки. Ветроопыляемые растения тратятся только на большой запас пыльцы, а животно–опыляемые растения должны заботиться еще и прокормлении своих помощников. В пищу опылителям в большинстве случаев идет пыльца и нектар, а некоторые насекомые объедают лепестки цветов и даже съедают часть семязачатков (ради опыления растения жертвуют частью будущих семян!).

Опыление валлиснерии. 1 – женский цветок; 2 – мужской цветок; 3 – тычинка; 4 – пестик

Но, даже не принимая в расчет нечастые случаи поедания семязачатков, опыление животными все равно обходится растениям довольно дорого: их пыльца содержит гораздо больше белков и жиров, чем у ветроопыляемых растений, а нектар может содержать до 80% сахаров. В тропиках встречаются виды растений с «масляными» цветками, которые для приманки насекомых выделяют не нектар, а высококалорийные масла. Нектар и пыльца порой производятся в огромных количествах. Например, лесная орхидея княжник сибирский выделяет до 90 мг нектара из одного цветка. (Представьте себе кубик со стороной 4,5 мм – это примерно 90 мл.) А австралийское растение банксия выделяет так много нектара, что местные жители сами используют его в пищу.

Итак, для животных–опылителей цветок – это ресторан, в котором оплата за питание состоит в переносе пыльцы от одного растения к другому. Какие только ухищрения не используют растения, чтобы привлечь к цветочным «ресторанам» желанных посетителей! Яркая красочная реклама, вывески и указатели, изысканные запахи, специальные посадочные площадки на цветке, а некоторые растения завлекают опылителей обманом...

Княжник сибирский

Цветки, опыляющиеся утром или днем, обычно окрашены ярко – они должны быть издалека видны опылителям. Подлетая к цветку ближе, насекомое начинает обращать внимание на детали окраски. Если внимательно разглядеть цветки лилии или львиного зева, можно увидеть яркие пятнышки и черточки, которые становятся гуще к центру цветка. Лепестки незабудки или нарцисса ближе к основанию приобретают ярко–желтую или оранжевую окраску. С помощью таких деталей растения сообщают опылителям, где именно искать пыльцу и нектар. Ориентируясь по цветным указателям, насекомые быстро отыскивают центр цветка, где расположены тычинки и пестик. Даже цветки, для человеческого глаза выглядящие совершенно однотонными, на самом деле тоже покрыты метками. Посмотрите на изображение цветка калужницы болотной. Глаза человека воспринимают его как чисто–желтый, но пчелы и осы видят в основании лепестков яркое ультрафиолетовое кольцо.

Видели ли вы когда–нибудь нежгучую крапиву? Думаю, да. Настоящее название этого растения – яснотка белая. Листья и стебли яснотки очень похожи на крапивные, но цветы совсем другие – ведь она относится к семейству губоцветных, а не крапивных. Основания всех лепестков срослись в длинную трубочку, их свободные края расположены как верхняя и нижняя губа одна под другой и напоминают разинутую пасть сказочного животного. Кроме яснотки такое строение цветков характерно и для других губоцветных.

Цветки калужницы болотной кажутся человеку однотонно желтыми (слева), а пчела видит у основания лепестков ультрафиолетовые пятна (справа),■ указывающие место расположения нектара

Яснотка белая

Растения этого семейства опыляют в основном пчелы и шмели – благодаря своим длинным ротовым трубочкам они могут добраться до нектара, расположенного на дне трубки венчика. Нижняя губа цветков более крупная, она играет роль посадочной площадки. Одно из губоцветных – шалфей лекарственный автоматизировал процесс «нагрузки» пыльцы. Тычинки шалфея имеют специальные педальки, при нажатии на которые пыльники, расположенные под верхней губой цветка опускаются вниз, как будто их дергают за веревочку.

Механизм опыления у шалфея1 – посадочная площадка; 2 – расположение нектарников; 3 – «педаль» тычинки; 4 – пыльник; 5 – рыльце

Обратите внимание: только цветковые растения в таком масштабе обратились за помощью животных. Большинство голосеменных опыляются ветром, споровые растения тем более обходятся без помощников. Не кроется ли еще одна причина грандиозного эволюционного успеха покрытосеменных в том, что они перестали рассчитывать только на свои силы и обратились за помощью к другим организмам?

Глава о том, как возникло семя

Перед вами последняя глава этой книги. Приготовьтесь к тому, что читать ее вам будет не очень легко, потому что речь в ней пойдет о вещах запутанных и сложных, но от этого не менее интересных. Мы с вами планировали разобраться, как наземные растения «научились» размножаться, обходясь без воды, и из чего возникло семя.

Знакомьтесь – профессор Зеленовский. Всю свою жизнь посвятил изучению растений, но, дожив до седых волос, утверждает, что и теперь знает о них не больше, чем в самом начале своей научной карьеры, когда еще мальчиком уронил на себя дедушкин кактус

Эта глава для тех, кто действительно хочет получить ответы на эти вопросы. А разобраться в них нам поможет профессор ботаники Зеленовский и растения, с которыми вы уже познакомились на страницах этой книги.

Все началось с того, что однажды в компании водоросли Порфиры, мха Сфагнума,

Плауна булавовидного и папоротника Многоножки разгорелся спор о том, какие растения самые лучшие, самые важные, самые красивые и вообще самые–самые. Профессор попытался было объяснить спорщикам, что это бессмысленная трата времени – все ныне живущие растения приспособлены к современным условиям и все занимают свое место в «хозяйстве» природы, – но не тут–то было.

Больше всех выступал Сфагнум. Он упрямо бубнил что–то об образовании болот, о древности всего их мшиного рода и о том, что трудно найти место на Земле, где бы не рос мох. Низенький Плаун бахвалился высотой, красотой и мощью своих вымерших родственников – лепидодендронов.

Папоротник Многоножка припомнила, что ни у плаунов, ни у хвощей нет такого количества родственников, как у нее. Шутка ли – 12.000 видов папоротников! В одном только

Мох, Плаун и Папоротник сошлись между собой: водоросли им и в подметки не годятся – нет у них ни кутикулы, ни устьиц, ни механических и проводящих тканей. Потом Плаун и Папоротник припомнили водорослям и отсутствие настоящих органов – корней, побегов, листьев (Сфагнум, правда, в это время скромно помалкивал). И тут Порфира не выдержала.

Порфира: Не очень–то задавайтесь! Мы, мол, продвинутые, мы, де, высокоорганизованные... Да если бы не мы, водоросли, не было бы и вас, многоуважаемые мхи, и уж тем более вас, дорогие папоротникообразные! Раньше вас всех в древних морях и океанах Земли возникли зеленые водоросли. Они–то и стали вашими предками. А я, между прочим, хоть и к красным водорослям отношусь, состою с ними в близком родстве. – И Порфира еще больше покраснела от гордости за свое высокое происхождение. – Так вот, о чем это я. Мы – зеленые водоросли...

Сфагнум: Ну–у–у–у, завела свою шарманку. Сейчас вспомнит о всех своих желто–буро–зеленых и серо–малиновых в крапинку родственничках и покойных риниофитов приплетет.

Порфира: А что? Риниофиты – это прямые потомки зеленых водорослей. Это они первыми выбрались на сушу. Они же были предками хвощей и папоротников, а к мхам, между прочим, риниофиты не имеют никакого отношения, скажите, профессор.

Профессор Зеленовский: Действительно, ученые до сих пор не располагают сведениями о том, какие именно древние водорослеподобные растения были предками мохообразных. Известно только, что и у мхов, и у остальных сосудистых растений был общий предок – сложно устроенная зеленая водоросль. Зато мы знаем, что предки плаунов – зостерофиллофиты – возникли почти одновременно с риниофитами около полумиллиарда лет назад.

Плаун: Значит, мы, плауны, произошли, не от риниофитов, как все остальные наземные растения, а от особого ствола... Интересно! То–то я всегда чувствовал, что чем–то отличаюсь. Скажите, профессор, а как выглядели мои предки?

Профессор Зеленоеский: И риниофиты, и зостерофиллофиты известны нам только по сохранившимся отпечаткам в древних породах. Судя по всему, они были довольно похожи друг на друга: одни безлистные «стебли» росли горизонтально в иле, другие устремлялись вверх. На этих зеленых веточках формировались спорангии, собранные в спороносные колоски, наподобие тех, что мы видим у плаунов.

Тут на пороге профессорского кабинета возникли Сосна и Осина.

Порфира’. О–о–о–о, а вот и голосеменные с цветковыми пожаловали!

Зостерофиллофит. 1 – «корневище»; 2 – надземные «побеги»; 3 – спорангии

Сфагнум: Сейчас начнут выступать: «у нас семена, у нас плоды, у нас цветы...»

Профессор Зеленовский: Здравствуйте, дорогие мои. А у нас здесь настоящий научный диспут по вопросам происхождения разных групп растений.

Сосна: По вопросам происхождения? Это интересно. Ну, про цветковых мне все известно – это потомки моих голосеменных предков. Цветковые просто ловко использовали наше главное изобретение – семя. Но чего не отнимешь, того не отнимешь – впервые семя появилось именно у нас, у голосеменных.

Многоножка: Неправда! Семя впервые изобрели семенные папоротники!

Профессор Зеленовский: Действительно, семенные растения произошли от каких–то древних папоротников, но, как только растения приобрели семя, они сразу же перешли из отдела папоротниковидных в отдел голосеменных. Поэтому семенные папоротники папоротниками только называются, но составляют особый класс отдела голосеменных растений.

Осина: А по–моему, гораздо интереснее выяснить, не у кого, а из чего возникло семя. Не на пустом же месте оно появилось? Расскажите об этом,

– Да, расскажите! – подхватили Порфира, Сфагнум и Плаун. Им показалось, что выступление Многоножки затмило их скромные достижения.

Профессор (задумчиво теребя бороду): Я расскажу, но при одном условии – вы все будете мне помогать.

– Да, но мы же ничего про это не знаем, – в замешательстве протянул Плаун.

Профессор улыбнулся: Каждый из вас, уважаемый Плаун, знает о себе гораздо больше, чем все ученые мира... Но начать нам придется издалека. Помните ли вы, что такое половое размножение?

Порфира’. Я знаю! В главе про водоросли, то есть про меня, говорилось, что половое размножение – это такое размножение, когда новый организм, то есть новая порфира, получается в результате слияния двух половых клеток: мужской и женской.

Профессор Зеленовский: Молодец, Порфира! Половые клетки по–другому называются гаметами: женская гамета – яйцеклетка, а мужская – сперматозоид.

Сфагнум: Не понимаю, какое это имеет отношение к семени.

Профессор Зеленовский: Не торопись – сейчас поймешь. Итак, суть полового размножения заключается в слиянии двух разнополых клеток (женской и мужской гаметы). После их слияния (оплодотворения) из образовавшейся зиготы развивается новое растение, или животное, или человек.

Порфира: И даже человек!

Профессор Зеленовский: И даже человек. Все живые существа в принципе очень похожи друг на друга. Новый организм, получившийся от слияния двух родительских клеток, будет одновременно и похож на родителей, и непохож на них. Догадались почему?

Сосна: А чего тут догадываться, если яйцеклетка от мамы, а сперматозоид от папы, то ребенок будет похож и на маму, и на папу, точная копия мамы или папы уже не получится!

Осина: Ага, значит, в результате полового размножения появляется новый организм, обладающий новым набором признаков и свойств.

Плаун: Да, и эти новые признаки и свойства могут оказаться полезными...

Профессор Зеленовский: Совершенно верно! Но для объединения генетической информации родителей необходимо оплодотворение, то есть слияние половых клеток обоих родителей или хотя бы одного родителя.

Порфира: А, все понятно. При слиянии гамет растений–родителей их генетическая информация объединяется. В результате образуется новое растение. Пока оно маленькое, его называют семенем.

Профессор Зеленовский: Нет, Порфира, до семени еще далеко. Вспомни, что происходит после слияния гамет у водорослей.

Порфира: После того как яйцеклетка сливается со сперматозоидом или спермием (это неподвижный сперматозоид без жгутика – такие бывают у некоторых водорослей), образуется зигота, которая может долго находиться в состоянии покоя, но как только наступят подходящие условия, она прорастает в новое растение водоросли. Ой, действительно, никакого семени не образуется!

Профессор Зеленовский: Конечно, нет. Семена нужны в том числе чтобы защитить зародыш нового растения от высыхания, но такая предосторожность для водного растения излишняя. В водной среде не существует еще одной сложности, с которой сталкиваются растения на суше. У водорослей мужские гаметы добирались до женских вплавь. А по суше как прикажете добираться? Вся эволюция наземных растений представляла собой попытку выйти из этого тупика, что окончательно удалось сделать только семенным растениям. Но до этого момента растениям предстояло пройти немалый путь.

Многоножка: Не понимаю, почему нельзя было в таком случае ограничиться бесполым размножением. Для прорастания споры не нужно оплодотворение, значит, можно было бы обойтись без воды вовсе. И всех этих ужасных сложностей для наземных растений не существовало бы.

Сосна: Да ты все прослушала, что ли?! Только что обсуждали, что половое размножение нужно для того, чтобы у новых растений могли проявиться новые свойства. А вдруг окажутся полезными?

Порфира: Но, насколько я знаю, от бесполого размножения спорами наземные растения тоже не отказались?

Многоножка, Плаун и Сфагнум (в один голос): Конечно, мы не отказались, и хвощи тоже.

Сосна. Вот именно. И как же это можно объяснить?

Профессор Зеленовский: Наземные растения не могли отказаться от бесполого размножения хотя бы потому, что так размножались их предки. Ну–ка, Порфира, напомни нам, как протекает жизнь обычной водоросли и для каких целей обычной водоросли нужны споры.

Порфира: Это я могу. Это, пожалуйста. Мы, водоросли, как вы уже знаете, существа двуличные. А двуличные мы потому, что проживаем жизнь в двух разных обличиях: спорофита и гаметбфита (кто не помнит, что это такое, советую вернуться на с. 170). Само название «спорофит» подразумевает то, что такая водоросль образует споры. Не знаю, как там у наземных родственников, а у нас, водорослей, все продумано до мелочей: гаметофиты образуют гаметы, которые сливаются и образуют зиготу. Обычно это происходит, когда условия жизни изменяются не в лучшую сторону. Теперь, после рассказа Профессора, я поняла, почему так происходит. Чем сложнее условия существования, тем полезнее получить новые свойства и признаки, а они быстрее всего появляются в результате полового размножения. Дальше, если помните, идет стадия зиготы. Она прорастает не сразу и, благодаря этому, очень устойчива ко всяким превратностям судьбы. Но когда условия улучшаются, зигота прорастает в спорофит. Спорофит образует миллионы и миллионы спор...

Профессор Зеленовский: Стоп. А в чем заключается функция спор?

Плаун: Это каждому ясно: множество спор позволяют быстро увеличить число водорослей, или плаунов, или мхов, или хвощей...

Многоножка: или папоротников! Но кое–что ты, Плаун, забыл. Мельчайшие, легкие споры могут разноситься ветром на большие расстояния. Споры нужны еще и для расселения. Это подвижные животные могут позволить себе только половое размножение – у них расселяются взрослые формы. А нам, неподвижным растениям, нужны особые расселительные клетки.

Профессор Зеленовский: Молодцы! Итак, половое и бесполое размножение – это наследство, которое досталось наземным растениям от их предков – водорослей. Но, как мы выяснили, наземным растениям нельзя было обойтись ни без полового размножения, ни без спорового. Без слияния гамет не получатся растения с новыми свойствами, а без летучих спор невозможно освоение новых местообитаний.

Порфира: Я хочу обратить внимание уважаемой аудитории на один важный факт. Мы, водоросли, – совершенно уникальные растения. Мало того, что мы проживаем жизнь в двух разных обличиях – спорофита и гаметофита, у разных видов жизненный цикл сильно отличается друг от друга. Одни водоросли

Соотношение стадий гаметофита и спорофита в жизненном цикле различных водорослей: 1 – гаметофит; 2 – спорофит

проживают большую часть жизни в виде спорофита (большинство красных и бурых водорослей, в том числе ламинария), другие – в виде гаметофита, наконец, третьи делят свою жизнь между спорофитом и гаметофитом поровну (например, у льва).

Профессор Зеленовский: Спасибо, Порфира. Обратите внимание, в воде разные водоросли могли позволить себе «выбирать» разные варианты жизненных циклов, но большинство наземных растений избрали вариант господства спорофита над гаметофитом.

Сфагнум: Все, кроме нас – мхов. Я и все мои мохобородые родственники, начиная с примитивного печёночника и заканчивая совершенными листостебельными мхами, к коим относится ваш покорный слуга, большую часть своей долгой жизни проводят в стадии гаметофита. Спорофиту же мхов положено расти на мхе–гаметофите, во всем от него зависеть и питаться за его счет. Так у нас, мхов, заведено иостари, на том и стоим.

Профессор Зеленовский: Действительно, у мхов все наоборот, но такой перевернутый жизненный цикл в мире наземных растений – исключение. Кроме мхов, у всех остальных растений суши преобладает спорофит – растение, которое образует споры.

Осина: А почему главным на суше стал именно спорофит?

Профессор Зеленовский: Причина этого становится ясной, если вспомнить, что основной функцией гаметофита является образование половых клеток. В воде гаметам не угрожает высыхание, но на суше они особенно уязвимы. До яйцеклетки сперматозоид может добраться только по тонкой пленке воды у поверхности, почвы. Гаметофит «привязан» к земле потребностью гамет во влаге. Спорофит, напротив, устремлен вверх. Ведь его задача – распространить споры – на суше сильно усложняется. В воде все просто: зооспоры сами расплываются в разные стороны, а если споры неподвижны, они разносятся течениями. На суше надежда только на ветер, но, чтобы его использовать, нужно вынести спорангии как можно выше. Так, само собой получилось, что спорофит стал мощным и заметным, а гаметофит все больше и больше вжимался в почву.

Соотношение стадий гаметофита и спорофита в жизненном цикле мхов, плаунов, папоротников,голосеменных и цветковых

Многоножка: Ой, верно. Даже смешно сравнивать огромные древовидные папоротники – спорофиты и их крошечные заростки–гаметофиты. С одной стороны, высокие деревья, или,. по крайней мере, крупные вайи, с другой – тоненькие зеленые пластиночки, которые стараются вжаться поглубже во влажную почву.

Гаметофит (заросток) папоротника: 1 – ризоиды; 2 – половые органы (архегонии и антеридии)

Плаун: А наши плауновые заростки и вовсе сидят в земле. Там влажность выше, а значит, и опасность засохнуть меньше.

Сфагнум: Интересно, уважаемый Плаун, чем же питаются под землей ваши зеленые заростки?

Плаун: Это у папоротников да у хвощей они зеленые, а наши бесцветные. А кормят нас грибы. У нас с ними взаимовыгодная сделка. Симбиоз, значит.

Гаметофит (заросток) плауна: 1 – ризоиды;2 – половые органы (архегонии и антеридии)

Порфира (в замешательстве): Это что же получается? Вы все – тоже двуликие?

Мох, Плаун, Папоротник (наперебой):

Конечно, у нас тоже есть и спорофит, и гаметофит, совсем как у водорослей.

Профессор Зеленовский. Естественно, в природе ничто не проходит бесследно.

Все наземные растения унаследовали от своих водных предков сложный жизненный цикл, состоящий из двух стадий: спорофита и гаметофита. Вот тут–то и зарыта собака...

Сфагнум. Не понимаю, причем здесь собака?

Плаун. Успокойся, мохобородый, это такое образное выражение. Профессор хочет сказать, что любезные водоросли оставили нам с тобой тяжелое наследство в виде стадии гаметофита. Избавиться от нее было нельзя – надо же откуда–то брать половые клетки! Но и оставлять гаметофит таким, каким он есть, тоже не очень–то умно. Посмотри на гаметофит Многоножки – тонкий, слабый, любой жук или слизняк его сжует, а солнце высушит.

Многоножка: Подумаешь, у тебя такой же!

Профессор Зеленовский: Не ссорьтесь – это правда – ваши гаметофиты плохо защищены, особенно от высыхания. Пока климат на Земле был теплый и влажный, в этом не было ничего страшного и споровые растения процветали. Древовидные хвощи, папоротники и плауны образовывали леса. Но как только климат стал чуть суше... Попробуйте представить себя на месте ваших предков. Как бы вы защитили свой гаметофит?

Плаун: Нужно сократить продолжительность жизни гаметофита – пусть он станет совсем маленьким, тогда ему потребуется меньше времени, чтобы вырасти, а значит, и опасностей ему будет грозить меньше. Можно даже рассчитать так, чтобы споры высыпались в самое влажное время года и успевали прорастать, пока не наступил более сухой сезон. Представьте себе, спора попадает во влажную почву и начинает быстро прорастать. Теперь в кратчайшие сроки гаметофит должен успеть вырасти и сформировать половые органы: в женских (их называют архегониями) – разовьются яйцеклетки, а в мужских (антеридиях) – сперматозоиды. После того как гаметы созреют, происходит оплодотворение, и зигота сразу же начинает делиться. После первого деления это уже не зигота, а молодой спорофит.

Половые органы споровых растений. 1 – незрелый архегоний; 2 – зрелый архегоний; 3 – незрелый антеридий; 4 – зрелый антеридий; 5 – яйцеклетка; 6 – сперматозоиды; 7 – оплодотворенная яйцеклетка (зигота)

Порфира. Какой ты шустрый! А где у твоей зиготы период покоя?

Плаун: У зиготы наземных растений нет никакого периода покоя – они прорастают сразу. Спроси у Папоротника, он подтвердит. И не мешай мне – я еще не закончил. Так вот, молодой спорофит быстро растет, стремясь покинуть опасный возраст заростка. Развив мощную корневую систему, он обеспечит себя водой, кутикула на листьях защитит его от высыхания, а кора на стебле, корневище и корнях поможет уберечься и от высыхания, и от многочисленных пожирателей растений, против которых был беззащитен нежный заросток–гаметофит. Ну, как вам мой проект защиты гаметофита?

Профессор Зеленовский: Неплохо, неплохо, Плаун. В целом, ты, конечно, прав. Хотя у меня есть одно возражение. Ты прав в том, что гаметофит на суше настолько уязвим и слаб, что растению становится выгодно, как можно сильнее сократить эту стадию жизненного цикла. Этот процесс можно проследить и на примере современных растений. У плаунов заростки живут от 6 до 15 лет и дольше. У наи? более примитивных папоротников – до 5 лет. А сердцевидный гаметофит щитовника мужского – одного из самых обычных папоротников наших лесов – живет всего один–два месяца.

Плаун: А возражение, позвольте узнать, какое?

Профессор Зеленовский: Ну, во–первых, предложенный способ не дает радикального решения проблемы – гаметофит, пусть и один–два месяца, должен выжить в изменчивых условиях. Кстати, что любопытно, подземные гаметофиты, которые вы, уважаемый Плаун, считаете самыми защищенными, характерны для наиболее примитивных споровых растений. Развиваются они долго и поэтому невыгодны. А у наиболее совершенных папоротников гаметофиты развиваются быстро, но расположены на поверхности почвы, они тонкие и легко высыхают. И тут – тупик, и там – тупик, Многоножка, Порфира, Сфагнум, а вы придумали какой–нибудь способ для защиты гаметофита от высыхания?

Порфира: А что если гаметофит будет развиваться под защитой спорофита? Ну, как будто спорофит его вынашивает, как кенгуру своего детеныша. Только представьте себе: спора никуда не улетает, а прорастает в гаметофит, не выходя из спорангия, здесь же происходит оплодотворение и начинается развитие молодого спорофита – зародыша нового растения. Конечно, гаметофит при этом лишится самостоятельности, но зато ему больше не угрожали бы гибель от высыхания и прожорливых букашек.

Профессор Зеленовский: Умница, Порфира!

Сфагнум: Да, а может, эта растительная кенгура еще и выкармливать будет своего гаметофитика?

Порфира: И будет, и будет. Скажите ему, Профессор. Большой спорофит будет выкармливать свой маленький гаметофит до тех пор, пока он не станет самостоятельным.