Способы размножения и распространения
Тополиный пух с семенами на дереве
Тополь чёрный размножается семенами, пнёвой порослью и корневыми отпрысками.
Тополь чёрный — двудомный, перекрёстно опыляемый вид. На одних его деревьях формируются только тычиночные цветки, на других — только пестичные. И лишь в редчайших случаях встречаются однодомные особи.
Характерной особенностью тополя чёрного, как и других видов рода Populus, является способность производить огромное количество семян и широко их рассеивать, одно дерево даёт около 28 млн семян за год. Деревья начинают плодоносить с 10—15 лет, иногда раньше, но массово продуцируют семена только после 20-летнего возраста.
Сроки созревания семян зависят от географического района и климата. Холодная влажная погода задерживает созревание семян. В тёплую сухую погоду семенные коробочки раскрываются значительно раньше и довольно быстро. В условиях Средней России плоды обычно созревают в мае — июне [6] . Каждая коробочка содержит 10—12 семян. В кроне взрослого дерева коробочки раскрываются в течение примерно 3—4 дней. Масса 1000 семян в среднем равна 0,76 г. Снабжённые пучком тонких шелковистых волосков, они легко разносятся ветром на значительные расстояния от материнского дерева, а также успешно распространяются течением речной воды.
Семена осокоря не имеют периода физиологического покоя, но лабораторная всхожесть семян довольно высокая (95—98 %), которая быстро снижается при хранении в комнатных условиях при температуре 18—22 °C. Однако жизнеспособность их можно продлить на 1—2 года, сохраняя при низкой температуре (от −3 до −8 °C) и низкой относительной влажности воздуха (6 %)
Во влажной среде свежие семена набухают через 5—6 ч. Затем кожура у основания семени разрывается и появляется гипокотиль, который в процессе роста изгибается вниз к субстрату. Примерно через 15—18 ч после посева (у некоторых проростков — через 12—14 ч) в основании гипокотиля образуются многочисленные длинные волоски, с помощью которых проросток закрепляется на субстрате. В начале вторых суток в центре основания гипокотиля начинается отрастание зародышевого корешка. С его появлениемсемядоли, увеличиваются в размере, сильнее разрывают семенную оболочку, постепенно сдвигая, а затем сбрасывая её. Массовое освобождение семядолей от семенной оболочки происходит через 26—30 ч после посева семян. Примерно через 40 ч после посева гипокотиль у абсолютного большинства проростков принимает вертикальное положение, а семядоли полностью раскрываются и обретают нежно-зелёную окраску. После этого заметно усиливается рост главного корня, и на его поверхности появляются корневые волоски — формируется всасывающая зона корня. Примерно через две недели появляется настоящий лист и почти одновременно с ним — второй.
Семенное возобновление является первоначальным этапом формирования естественного насаждения из тополя чёрного. Процесс образования пойменного леса происходит на открытых хорошо освещённых и лишённых травяного покрова песчаных и песчано-галечниковых отмелях. После спада паводковых вод эти отмели обладают хорошей аэрацией, поверхность их достаточно увлажнена и хорошо прогревается в дневное время, субстрат характеризуется нейтральностью и отсутствием засолённости.
Укоренение и выживание молодых сеянцев наиболее успешно происходит в условиях, при которых не происходит их смыва потоками воды, а корни при этом постоянно находятся во влажной среде. Особенно это важно в первые 1—1,5 месяца жизни сеянцев, когда у них слабо развита корневая система и они неустойчивы к засухе. Поэтому при отсутствии оптимальных условий для успешного укоренения и прорастания семян семенное возобновление на конкретном местообитании может произойти не в первый год образования отмелей, а через несколько лет.
В производственных условиях тополь чёрный иногда размножают семенами. Размножение таким способом позволяет выращивать и отбирать высококачественный посадочный материал для создания быстрорастущих насаждений. Для посева используют свежесобранные семена, очищенные от «пуха». Собирают семена с заранее отобранных быстрорастущих деревьев женского пола без гнили, без морозобойных трещин, с хорошей формой ствола и кроны.
Источник
Способы распространения семян у тополя клена
У растений с односемянными сухими плодами (жёлудь, орех, семянка, зерновка) рассеиваются сами плоды вместе с семенем. Семенная кожура у таких семян развита слабо, т.к. функцию защиты выполняет околоплодник. Такие плоды часто распространяют звери, которые ими питаются и делают запасы (бурундуки, белки, мыши).
Семена сочных плодов распространяют животные, которые их поедают. Такие семена должны сохранить способность прорастать, пройдя через пищеварительный тракт животного (некоторые при этом даже улучшают свою всхожесть). Поэтому у них есть плотная семенная кожура (у ягод) или каменистый слой околоплодника – косточка.
Некоторые семена переносят насекомые. Например, муравьи перетаскивают семена трав с сочными придатками-выростами (чистотел, копытень, фиалка). Поэтому заросли этих растений могут указывать и на муравьиные тропы.
Способы распространения плодов, семян
После образования семян либо весь плод, либо содержащиеся в нем семена (или семя), отделяются от родительского растения. Чем дольше разносятся семена, тем менее вероятна конкуренция со стороны родительского растения. Это дает также больше шансов колонизировать новую территорию, что со временем приводит к увеличению размеров популяции в целом. Однако при этом существует опасность, что семя, будучи занесено слишком далеко от родительского растения, не найдет подходящего места для прорастания.
Способы расселения семян и плодов у цветковых растений очень разнообразны. Конечно, ветер и вода здесь широко используются как посредники в расселении, но к ним еще добавляется посредничество животных, а также использование механических сил, возникающих в самом растении, и, кроме того, многочисленные приспособления плода, позволяющие наиболее эффективным образом использовать перечисленных посредников.
Существуют три главных внешних фактора, распространяющие семена, — ветер , животные и вода .
Распространение животными
Распространение семян при помощи животных.
Семена некоторых растений имеют цепкие усики. Например, лопух. А знаете ли вы то, что плоды лопуха послужили прообразом создания новой застежки «липучки»? В 1950 году француз Жорж де Мистраль, вернувшись с прогулки со своим псом, обнаружил, что уши собаки облеплены плодами лопуха. В течение 8 лет он разрабатывал конструкцию новой застежки, которой мы с удовольствием пользуемся и сегодня.
Семена и плоды многих растений невольно распространяют животные и люди. Семена череды имеют шипы, которые прицепляются к одежде человека и животных. В другом месте животное счёсывает их, а человек выбирает из одежды.
Семена, заключенные в сочных плодах, распространяются животными, поедающими эти плоды. Яркие, вкусные плоды черемухи, малины, калины привлекают многих птиц. Поедая плод вместе с мякотью они проглатывают и семена. Мякоть в желудке и кишечнике переваривается, а защищенные плотной кожурой семена проходят непереваренными и выбрасываются где-нибудь вместе с пометом. Так семена оказываются высеянными и притом вместе с удобрениями. Таким способом распространяются семена черники, брусники, рябины, боярышника, черёмухи и др. растений.
Птицы, питающиеся семенами и плодами растений, тоже вносят свой вклад. Вот сойка и клёст. Неся к себе в гнездо лакомство, птицы роняют отдельные семена, которые затем и прорастают.
Белки, бурундуки и многие другие животные питаются плодами и семенами растений, делают запасы на зиму. Но не все семена съедаются, некоторые теряются, а про некоторые «кладовые» животные и вовсе забывают.
Семена многих растений разносят насекомые. Например, муравьёв привлекают семена с сочными придатками, как у чистотела, фиалки.
Распространение семян животными, в общем, более надежно, так как животные обычно посещают плодородные участки, подходящие для прорастания семян. Плоды, снабженные колючками или крючочками, прицепляются к коже или шерсти проходящих мимо животных и могут быть перенесены на некоторое расстояние, прежде чем будут содраны или отпадут. Прицепки развиваются из разных частей плода или окружающих структур .
Примерами служат плоды подмаренника цепкого, гравилата, лопуха, моркови, лютика, череды, репешка. У гравилата крючочки имеются на столбике. У лопуха скопление мелких плодов окружено крючковидными листочками обёртки (видоизменённые листья), образующими единую структуру: кроме того, здесь имеются мелкие жёсткие волоски, которые проникают в кожу, вызывая раздражение и расчёсывание, в результате чего плоды отпадают. У подмаренника, моркови и лютика перикарпий покрыт выростами (прицепками). У череды плод снабжён летучкой, как у одуванчика, но с прочными шипами. Цветоложе репешка покрыто жёсткими загнутыми колючками. Примерами сочных плодов служат плоды сливы, ежевики, земляники, томата, яблони. Мясистые части этих плодов служат пищей животным и птицам. При созревании они обычно приобретают яркую окраску и аромат, привлекающие животных. Животное съедает, и семена проходят через кишечник и выходят с испражнениями, часто попадая на плодородную почву. Содержащиеся в экскрементах питательные вещества могут повышать плодородие почвы вокруг семени.
Распространение ветром
1 группа: Распространение семян ветром.
Больше всего среди семян любителей полетов. Самый выгодный удобный способ попасть в далекие края. Семена растений, распространяемых ветрам, имеют парашютики или крылышки. Они медленно кружатся в воздухе и размещаются на большие расстояния. Дунет ветер, и полетят созревшие семена, чтобы прорасти далеко от своего «родного» растения.
Исследование семян: ели, сосны, липы, клена, березы.
У клёна и липы семена снабжены тонкими крылышками. Крылатые плодики клёна опадают с дерева очень интересно – они быстро-быстро вращаются, как пропеллер, и плавно опускаются на землю. Ветром они могут быть унесены далеко в сторону от дерева, на котором созрели. Подхваченные ветром, летят семена, поднимаясь высоко в небо. Куда только не заносит их ветер. Но вот они успокоились, отлетались и легли спать на зиму. Весной дадут жизнь новому дереву.
Семена тополя, покрытые белыми пушистыми волосками, распространяются ветром на большие расстояния. Семена снабжены парашютом из волосков (тополиный «пух»). Тополиный «пух» гонимый ветром, кружится, как снег. А затем медленно опускается на землю, устилает улицы.
Перекати – поле – неустанные странники. Осенью растение отмирает, стебель высыхает, ветер его легко отламывает. Они принимают шарообразную форму и могут перекатываться ветром на десятки и сотни километров. А если прибавить те километры, которые перекатывается из стороны в сторону, то ещё добавится, возможно, тысяча. Катаясь по степным просторам, прыгая вверх, ударяясь о землю, наталкиваясь на канавы и бугры, перекати – поле рассеивает семена. Под именем перекати – поле объединяют большую группу степных растений: рогачку, кичим, катран и другие растения.
Мак. Плод — коробочка. Созревшие семена могут высыпаться на ветру из отверстий коробочки, как соль из солонки. Также они могут выбрасываться на большое расстояние в результате резкого лопанья коробочки.
Многие растения, распространяемые ветром, имеют специальные приспособления. К их числу относятся летучки, которыми снабжены, например, семена ивы, кипрея, хлопчатника, плоды одуванчика, и крылатки, как, например, у сосны (голосемянные), яза, ясеня, клёна, граба.
У ряда растений, например у мака, чернушки, наперстянки, лихниса, плод – коробочка, сидящая на ножке, которую колышет ветер, так что многочисленные мелкие семена высыпаются через поры в верхней части плода.
Семена некоторых растений, например, орхидей, настолько мелкие и лёгкие, что разносятся ветром, не имея никаких специальных придатков, вскрывающихся плодов. Вскрытие у них происходит путём растрескивания по шву между плодолистиками, как, например, у бобов. Семена при этом либо выбрасываются из плодов более или менее сильным толчком, либо просто выпадают из них. Некоторые из таких семян имеют приспособления для распространения ветром (например, у кипрея). Коробочки тоже бывают вскрывающимися (например, у мака и кипрея), причём у некоторых растений семена выбрасываются из них с силой (например, у фиалки).
Распространение водой
Водой распространяются семена и плоды прибрежных растений. В плодах есть воздушные полости, поэтому они лёгкие и плавучие. Так распространяются плоды осоки, ивы, ольхи. Плоды этих растений часто осыпаются в воду. И тогда течение уносит их далеко от материнских растений.
Плоды кокосовой пальмы – кокосовые орехи. Они являются рекордсменами по дальнему плаванию. Эта пальма растет на побережьях тропических морей, на островах. Плоды – волокнистые костянки массой до 2 кг, падают в море, подхватываются волнами и течениями, могут удаляться на 5 тысяч км от места их создания. Они не теряют всхожести даже после 100 дней плавания. Благодаря большому запасу питательных веществ проросток образует 3-4 крупных листа.
Водные растения приспособились: семена кувшинок и водокраса прилипают к лапкам и перьям уток, гагар, куликов, чаек и вместе с ними перелетают из озера в озеро. Тысячи водяных птиц летят осенью с севера на юг. Миллионы семян переносят они с водоёма на водоём.
В клетках стенки завязи накапливаются такие вещества как белки, крахмал, сахара, жирные масла, некоторые витамины и др. Лишь немногие плоды и семена специально приспособлены для распространения с помощью воды. Они содержат воздушные полости, удерживающие их на поверхности воды.
Кокосовый орех — костянка с волокнистым мезокарпием и многочисленными воздухоносными полостями. У кувшинки семя снабжено губчатой оболочкой, происходящей из ножки семязачатка.
Случайное распространение
Разделение семян и плодов на категории в зависимости от способа их распространения никак нельзя считать строгим, а также степень их специализации к распространению; ветром, животными или автохории (сильно варьирует). Очевидно, во многих случаях большую роль играет элемент случайности, и данный плод или семя может распространяться двумя из названных трёх способов или даже всеми тремя. Один из главных факторов случайного распространения является человек; семена могут прицепляться или прилипать к его одежде и т. д. или перевозиться с разными грузами на транспортных средствах. Засорение зерновых культур семенами сорняков обычное явление, наблюдаемое по всему земному шару. Орехи, припрятанные про запас грызунами, могут остаться, и прорасти следующей весной. Наводнения, ураганы и т. д. могут занести семена дальше, чем обычно.
Иные способы распространения плодов и семян
В природе встречается немало растений, которые могут сами рассеивать свои семена. При созревании их плоды раскрываются и семена разлетаются в разные стороны. Таким способом происходит распространение семян недотроги, акации.
Семена и плоды гороха, бобов и фасоли распространяются саморазбрасыванием. Поэтому плоды этих растений собирают, не дожидаясь их полного высыхания. Иначе они раскроются, выбросят семена, и тогда урожай погибнет. В жаркую погоду разбрасывает свои семена и жёлтая акация.
Есть растения – настоящие артиллеристы. Например, «бешеный огурец». Он встречается на Кавказе и в Крыму. Плод у него – небольшой огурец. Во время созревания семян внутри образуется слизистая масса. Она давит изнутри. Стоит задеть это растение, как под напором слизь с семенами выстреливает. Бешено «плюнуть» растение может на расстояние 6 метров.
Пожалуй, наиболее интересный пример – разбрасывание семян бешеным огурцом. Плод этого растения, принадлежащего к семейству тыквенных, очень похож на своего родственника – обыкновенного огурца.
Когда семена бешеного огурца достигают полной зрелости, окружающие их мясистые ткани превращаются в слизистую массу.
При отделении огурца от плодоножки создается давление на содержимое плода по принципу реактивной тяги, которая двигает плод в противоположную полету семян сторону, что способствует разбрасыванию семян на более значительной площади.
Любопытный механизм разбрасывания семян есть у обыкновенной кислицы (заячий щавель). Конструкция механизма сходна с таковой у бешеного огурца.
Бобы – плоды, характерные для представителей сем. бобовых, например, для гороха, конских бобов, фасоли, утёсника, ракитника, золотого дождя из одного плодолистика содержащего много семян. Перикарпий, высыхая, скручивается, так как его наружные и внутренние волокнистые слои сокращаются в разных косых направлениях; в результате создаётся напряжение, и боб может внезапно раскрыться по боковым швам, с силой выталкивая наружу несколько семян. Другие семена выбрасываются менее энергично по мере дальнейшего скручивания.
У эшшольции от растения активно отделяется – отскакивает — целиком весь плод с созревшими семенами.
Растения, разбрасывающие семена, обычно произрастают в таких местах, где по тем или иным причинам невозможно использовать другие пути расселения (ветер, животные). Чаще всего они обитают в глухих уголках леса, где почти не бывает ветра, и где редко проходят звери.
У многих ирисовых, лилейных, примул распространение семян построено по принципу метательных приспособлений.
Есть плоды, способные ползать и скакать (овес, ковыль, др.)
Источник
