Bio-Lessons
Образовательный сайт по биологии
Распространение плодов и семян
Распространение плодов и семян
В течение эволюции у растений выработались различные приспособления к распространению семян и плодов. Одни плоды и семена разносятся ветром, другие переносятся водой, животными или человеком, а также встречаются растения, у которых выработались специальные приспособления к саморазбрасыванию (автохория) семян.
В летние месяцы с восходом солнца в садах и лесах, на полях и лугах созревшие плоды начинают трескаться, разбиваться при падении, распространяя свои семена. Например, если у желтой акации и растения недотроги задеть кончик плода, то створки плода разрываются, затем скручиваются и с силой разбрасывают семена. Таким интересным образом растения сами распространяют свои семена на другие территории (рис.1).
Рис. 1 Саморазбрасывание семян
Многие растения распространяют свои семена и плоды с помощью ветра (анемогеохория). На плодах многих деревьев (береза, клен, ясень, ель, сосна и др.) образуются крылышки (рис. 2). Но не только деревья, а и некоторые травянистые растения (чертополох, ковыль, осот, рогоз и др.) распространяют свои семена так же.
У одуванчиков на плодах образуются пушистые парашютики, которые подхватывает ветер и уносит на другую территорию. Благодаря этим приспособлениям ветер разносит семена и плоды на большие расстояния.
Рис.2 Распространение семян ветром
Распространение плодов и семян с помощью воды (гидрохория). У растений, растущих в водоемах или по их берегам (кувшинки, стрелолисты), плоды и семена обычно распространяются по воде. Они не смачиваются водой и не тонут благодаря имеющимся выростам или воздушным полостям.
У некоторых растений плоды могут плавать несколько недель или даже месяцев (стрелолист, ольха, осока).
Орехи кокосовой пальмы путешествуют на огромные расстояния по соленой морской воде (рис.3).
Рис.3 Распространение кокосовых орехов водой
Распространение плодов и семян животными (зоохория) и человеком (антропохория). Сочными плодами рябины, калины, вишни, малины питаются многие птицы и звери. В их пищеварительных органах мякоть плодов переваривается, а семена, защищенные плотной кожурой, вместе с пометом удаляются наружу и рассеиваются в окружающем пространстве. Некоторые птицы (сойка) и звери (белки, мыши, бурундуки, белки) питаются крупными сухими плодами (орехами и желудями) и запасают их на зиму. Перетаскивая сухие плоды в кладовые, животные часто теряют их по дороге и нередко потом не находят свои запасы.
Рис.4 Распространение семян животными (зоохория): 1-кедровка, 2-сойка, 3-бурундук, 4-белка
У некоторых растений плоды и семена имеют разнообразные прицепки. Они цепляются к шерсти животных и те поневоле переносят их на различные расстояния. Таким способом распространяются плоды череды, колючие соплодия лопуха. Мелкие семена подорожника способны прилипать к подошвам ног животных и человека. Семена некоторых растений распространяются вместе с илом, частицами сырой почвы, прилипающими к телу животных.
Часто невольным переносчиком плодов и семян становится человек.Человек в результате хозяйственной деятельности вместе с культурными растениями нередко высеивает и сорные.Кроме того, некоторые плоды и семена могут путешествовать на транспорте.
От того, насколько успешно распространяться семена, зависит и распространение взрослых растений. Поэтому разные виды приспособились по-разному распространять свои семена на большие расстояния. Распространяются ветром береза, клен, одуванчик, осот. Водой распространяются семена кувшинки, стрелолиста, осоки. Распространяются животными и человеком либо съедобные плоды и семена (рябина, малина, орехи), либо цепляющиеся к шерсти и одежде (череда, лопух). Есть саморазбрасывающиеся семена.
Плоды
Источник
Чертополох курчавый (Carduus crispus)
Географическое распространение. Чертополох курчавый — бореальный вид восточной части Голарктического царства (Циклаури, 1988). Произрастает в странах Европы, Малайзии, Иране, Монголии, как заносное — в странах Северной Америки. Есть данные (Шмальгаузен, 1897; Mizushima, Masami, 1967), что этот вид есть также в Северном Китае.
В России распространен на европейской части рывшего СССР (Флора СССР, 1963), на Кавказе, в Западной и Восточной Сибири, на Дальнем Востоке (Алексеев и др., 1971). В Средней Азии вид редок (Алексеев и др., 1971) или не обнаружен вовсе (Опр. раст. Средней Азии, 1987). Повсеместно растет в Казахстане и в Молдове, распространен в горных областях Передней Азии.
Морфологическое описание. Чертополох курчавый — травянистое двулетнее растение, монокарпик со стержневой корневой системой (Алексеев и др., 1971; Ковынева, 1994). Главный корень — стержневой, толстый, конический, разветвленный, функционирует в течение всей жизни особи, достигая глубины 0,5 метров. Диаметр корня у взрослого генеративного растения в базальной части — от 2 до 9 мм. Есть большое число боковых корней (от 90 до 130).
Надземный стебель — прямой, округлый, с многочисленными (около 10) бороздками темно-зеленого цвета, паутинисто-опушенный (Асеева; Тихомиров, 1964). До самой вершины побег — колючекрылатый, ветвится чаще с середины или только наверху. Цветоносные побеги — ортотропные, сильно ветвящиеся в средней и верхней части, достигают высоты 60-160 см (до 200) и толщины 2,5 см. Боковые ветви также ортотропные и косо вверх направленные. Каждый монокарпический побег начинает развитие как укороченный, розеточный; после перезимовки из верхней почки розетки вырастает цветоносный побег с удлиненным стеблем и розеткой листьев в основании (полурозеточный побег), во время цветения и после цветения розеточные листья отмирают.
Листорасположение — спиральное. Листья — без прилистников, жилкование перистое, главная жилка сильно выдается с нижней стороны листа. Стеблевые листья — сидячие, низбегающие, темно-зеленые, мягкие, по краю — реснитчато-колючие, удлиненно-яйцевидные, сверху — рассеянно волосистые, снизу — серовойлочные и более слабо опушенные. Розеточные листья — черешковые, до 20 см длиной и 10-15 см шириной; крылатый черешок — до 10-12 см длиной. Иногда розеточные листья — менее опушенные, чем стеблевые, перисто-рассеченные или перисто-раздельные с более крупной конечной долей, с колючками по краю и на верхних долях листьев (Флора СССР, 1963; Маевский, 1964; Алексеев и др., 1971; Флора европ. части СССР, 1994). Форма листьев, их изрезанность и размеры изменяются в онтогенезе каждой особи, а также под влиянием экологических условий.
Общее соцветие — сложная закрытая фрондозная метелка, состоящая из частных соцветий. Частные соцветия — корзинки с цветками пурпурного цвета, собранные вместе наверху по 2-5, реже — по 1-2 в пазухе листа. Корзинки — прямостоячие, 1,5-2 см длиной, от 0,4 до 1 см шириной, колокольчатой или почти шаровидной формы. Листочки обертки в молодых корзинках — прямые, торчащие. Во время цветения наружные листочки обертки — линейно-шиловидные, слегка отогнутые назад, переходящие на вершине в толстую колючку, внутренние — тонкие, перепончатые, прижатые. Цветки — обоеполые, трубчатые, с линейными долями, обычно все фертильные. Семянки — 3-4 мм длиной и 1-1,2 мм шириной, продолговато-элипсоидальные, слегка сжатые с боков, голые и гладкие, серебристо-серого цвета. Хохолок — 8-10 мм длиной, легко опадающий целиком, образован несколькими рядами спаянных у основания щетинок.
Онтогенез и сезонное развитие. Основные фазы онтогенеза чертополоха курчавого представлены на рисунке. Всходы чертополоха появляются в конце лета сразу после опадения семян. В лабораторных условиях на 12 день прорастает приблизительно 68% семян. После появления корешка выходят семядоли. Форма семядолей — продолговатая, яйцевидная; пластинка семядолей плавно переходит в широкий черешок, верхушка семядолей — тупая. Семядоли — плоские, гладкие, цельнокрайние, с четкой жилкой посредине, светло-зеленые (светлее, чем розеточные листья). Длина листовой пластинки — от 0,6 до 9 см (в среднем 4,2 см), ширина — от 0,1 до 0,5 см (в среднем 0,3 см). Корневая система проростка представлена одним главным корнем длиной от 1,5 до 5,5 см и диаметром от 0,02 до 3,5 мм. Проросток чертополоха курчавого представляет собой одноосное растение от 0,6 до 9 мм высотой, имеющее две семядоли и 1-3 листьев. Состояние проростка длится от 62 до 223 дней.
С сентября до начала мая проростки переходят в ювенильное состояние. Ювенильное растение — это одноосное растение от 1,5 до 11 см высоты и имеющее от 2 до 10 розеточных листьев. У них уже нет семядолей, а листья — ювенильного типа: по сравнению с листьями взрослого растения они — мельче, меньше рассечены и имеют длинный черешок. Длина — от 1,5 до 11 см, ширина листьев от 0,5 до 2,5 см. Листовая пластинка — цельнокрайняя, эллиптической или обратнояйцевидной формы. Верхушка листа — заостренная, край — зубчатый. Опушение листьев выражено несильно, а белые колючки по краю листа — очень мелкие. Хорошо заметно жилкование. Корневая система постепенно усложняется: главный корень увеличивается от 2 до 10,5 см в длину и от 0,1 до 0,4 см в диаметре. Появляется большое число боковых корней — от 6 до 52. Продолжительность ювенильного возрастного состояния — от 56 до 62 дней.
В мае ювенильные особи переходят в имматурное возрастное состояние. Они представляют собой однопобеговые растения с большим числом розеточных листьев (от 2 до 12). Длина листовой пластинки — от 7,5 до 24,5 см, ширина — от 1,6 до 5,0 см. Наряду с практически цельнокрайними листьями ювенильного типа появляются периетораздельные крьшагоколючие листья; верхушка листа заостренная, край листа может быть на 1/3 ширины (и более) изрезан на доли. У имматурных растений происходит дальнейшее усложнение корневой системы: главный корень заметно утолщается (до 10 мм в диаметре) и становится длиннее, возрастает и число боковых корней (от 15 до 62). Продолжительность имматурного возрастного состояния — от 46 до 223 дней.
Если в мае виргинильных растений немного, то к середине лета их число значительно возрастает (до 98% особей). Эти растения имеют высоту от 15 до 33 см., листья их уже взрослые, перисто-лопастные, число листьев у разных особей колеблется от 6 до 57. Листья — колючие, самые крупные колючки (1-2 мм) находятся на верхушках долей листьев. Если у растений предыдущих возрастных состояний было не более одной листовой розетки, то у виргинильных особей их может быть до 5. Длина листовых пластинок — от 15 до 33 см, ширина — от 4,2 до 8,0 см. Длина главного корня — до 27 см, диаметр — от 3 до 6 см. Виргинилыюе состояние длится от 58 до 66 дней (в среднем 62 дня).
К середине лета наряду с большим числом виргинильных растений появляются и молодые генеративные особи. Это — одноосные и многоосные растения с 3-4 генеративными побегами, которые имеют как розеточные так и стеблевые листья. Розеточный лист — перистораздельный, с 5-6 долями. Край листа может быть изрезан на треть или половину ширины листовой пластинки. Ширина листовой пластинки — от 0,7 до 8,5 см. Число розеточных листьев — от 2 до 23. Число стеблевых листьев колеблется от 30 до 45. Эти листья имеют продолговатую или ланцетную форму и несут по краям колючки. Молодые генеративные растения имеют обычно один побег I порядка, от 1 до 11 побегов II порядка, от 2 до 37 — III порядка, от 2 до 16 — IV порядка. Преобладают обычно побеги III порядка, а наибольшее число корзинок находится на побегах III и IV порядков (от 1 до 148 и от 2 до 227 соответственно). На побегах I порядка обычно находили лишь от 1 до 4 корзинок. Главный корень у этих растений достигает в диаметре 7 миллиметров. Число боковых корней — от 18 до 105. Состояние молодого генеративного растения длится от 56 до 395 дней.
Средневозрастные генеративные растения отличаются наличием следов отмерших генеративных побегов. Розеточных листьев уже нет, а число прикорневых листьев колеблется от 50 до 60 у одной особи. Диаметр корня — от 2 до 9 мм. Число боковых корней — от 90 до 130. Средневозрастное генеративное состояние длится от 89 до 94 дней (в среднем 92 дня).
Весь жизненный цикл растения укладывается в два вегетационных сезона. Однако, минимальная длительность онтогенеза определяется как суммарная длительность минимальных сроков возрастных состояний — 374 дня, максимальных — 1057 дней. Следовательно, развитие каждой конкретной особи идет в среднем темпе: в некоторых возрастных состояниях происходит отставание, а в других — опережение.
Способы размножения и распространения. Чертополох курчавый имеет гомогамные обоеполые цветки и опыляется насекомыми. Анемохор: семянки снабжены хохолком и легко сдуваются ветром. Растения плодоносят ежегодно.
Семена, собранные у растений в фазу отцветания, способны дозревать и прорастать. В лабораторных условиях, по нашим данным, всхожесть составляет от 30 до 70%. Средняя потенциальная семенная продуктивность одной особи — 288 семянок (в одной корзинке в среднем 51 семянка).
Потенциальный урожай семян составил от 4 798 000 до 19 992 000 семян, а реальный урожай семян оказался от 1 836 до 440 640 семян, на самом деле это число еще больше, так как перед покосом растения чертополоха курчавого имеют еще и незрелые семена, которые позднее могут дозревать в сене.
Экология. Чертополох курчавый встречается по берегам рек и ручьев, по тенистым местам, нередко около жилья, вдоль дорог, у заборов и скотных дворов (Сырейщиков, 1927; Опр. раст. Мещеры, 1986). Растет он и на лесных полянах, опушках, в посевах (Флора европ. части СССР, 1994). Его часто можно встретить на мусорных местах, пустырях и торфоразработках (Губанов, 1995).
Чертополох обитает в местах с сильно-переменным увлажнением — это луга речных пойм, понижения, дренируемые рекой, некоторые местообитания в степной зоне.
Чертополох курчавый не особенно требователен к богатству и увлажнению почвы: произрастает на черноземах, каштановых, бурых и среднезасоленых почвах (например, на луговых солончаковых). Судя по тому, что чертополох курчавый может расти в довольно затенённых местообитаниях, (в лесах, кустарниках, на дне балок), требования к освещённости у этого вида невелики.
Фитоценология. Чертополох курчавый является эксплерентом и быстро занимает нарушенные местообитания. Являясь доминантом в первые два года, чертополох в последующие годы постепенно становится содоминантом.
Консортивные связи и хозяйственное значение. Из консортов генеративной сферы отметим различных насекомых опылителей, принадлежащих к отряду перепончатокрылых (пчёлы — Apis mellifera, шмели — Bombus hortorum), и чешуекрылых (бабочки Nymphalis polychloros, Pieris rapae и др.), а также птиц, так как семена чертополоха охотно ими поедаются (Флора СССР, S963).
Чертополох курчавый — очень хороший медонос. Как кормовое растение имеет довольно низкую ценность, хотя в состояниях проростка, ювенильном и имматурном поедается скотом.
В огородах и посевах этот вид является сорняком (Сорные растения СССР, 1935).
Литература: О.В. Ковынёва, Биологическая флора Московской области. Вып. 12. Москва, 1996
Источник
