Понаблюдайте, как опускаются на землю зрелые семена сосны и ели после того, как они выпадут из шишек. А еще лучше — возьмите специально собранные семена и высыпьте их, стоя на каком-нибудь возвышении, например, на стуле. Вы увидите, что семена, оказавшись в воздухе, начинают быстро-быстро вращаться, словно маленький пропеллер. Опускаются они при этом сравнительно медленно. Во всяком случае гораздо медленнее, чем если бы у них не было крылышек. Такое замедленное падение семян благодаря вращению имеет важное преимущество. Крутящиеся семена легко подхватывает ветер, и они улетают на значительное расстояние от материнского растения. А это позволяет избежать нежелательной скученности, перенаселенности.
Далеко ли улетают семена сосны и ели от материнского дерева? Нет, не очень. Дальность их полета до 70 — 100 метров. И то только в том случае, если дерево стоит на опушке леса, а семена летят в сторону прилегающего открытого безлесного пространства, например, вырубки. К тому же так ведут себя только единичные семена. Основная же их масса приземляется ближе.
Семена сосны и ели очень сходны между собой по внешнему виду. Однако отличить их нетрудно. Нужно только обратить внимание на то, каким образом семя прикрепляется к крылышку, как с ним соединяется. У сосны семя зажато между двумя маленькими отростками крылышка, точно охвачено щипчиками. У ели семя лежит в маленьком углублении крылышка — так же, как слива в столовой ложке. Все это хорошо заметно, когда мы специально вынимаем семя из крылышка.
В природе выпадение зрелых семян из шишек сосны и ели происходит в разное время. У ели это бывает в конце зимы, когда еще лежит более или менее глубокий снеговой покров. В сухие солнечные дни чешуи шишек раздвигаются, освобождая семена. У сосны семена опадают значительно позднее, весной, уже после того, как сошел снег. И тоже при сухой солнечной погоде. Наверное, не все знают, что продолжительность созревания семян в шишках тоже различна у сосны и ели. Семена сосны зреют почти два года, ели только несколько месяцев (к осени они уже вполне зрелые, но опадают в конце зимы).
Теперь еще немного о рассеивании семян. Принцип пропеллера «взят на вооружение» не только теми хвойными деревьями, о которых уже была речь, но и другими (пихтой, лиственницей).
Сходным образом обстоит дело и у некоторых лиственных деревьев, например у клена платановидного. Его крылатые плоды, содержащие только одно семя, при опадении тоже ведут себя как пропеллер. Они очень быстро вращаются в воздухе и опадают на землю с некоторым замедлением. Конечно, без крылышка они падали бы гораздо быстрее.
Плоды клена примечательны не только тем, что это — живые пропеллеры. У них есть много других интересных особенностей. Например, то, что содержимое семени светло-зеленое, фисташкового цвета, а не белое, как у большинства растений. Семена клена особенно удивляют своим необычайно ранним прорастанием весной. При теплой погоде они начинают прорастать, находясь на поверхности тающего снега, т. е. при температуре около 0° С. Прямо на снегу у них образуются корешки. Такого никогда не бывает у других наших деревьев. Клен в этом отношении уникален.
ЛИСТОВАЯ МОЗАИКА
В лесу деревья создают под своим пологом более или менее сильное затенение. И при этом разные древесные породы затеняют почву в разной степени. Береза, сосна, лиственница — сравнительно слабо, потому что кроны этих деревьев сквозистые, ажурные, пропускающие много света. Ель, пихта с их плотными, густыми кронами, напротив, сильно затеняют почву. В зависимости от того, какие древесные породы господствуют в лесу, там создаются те или иные световые условия. В березняке всегда светло, много солнца. В ельнике же круглый год царит таинственный полумрак.
Но все же во многих типах леса древесный полог пропускает сравнительно мало света. Поэтому под деревьями не могут развиваться светолюбивые растения, например многие луговые травы, и растут только сравнительно теневыносливые, которые довольствуются небольшим количеством света. Да и те обычно испытывают большее или меньшее световое голодание. Света в лесу для растений почти всегда не хватает. Скудное освещение под деревьями — характерная черта леса. Но растения так или иначе мирятся с этими условиями, не погибают.
Интересно посмотреть, каким образом приспосабливаются к недостатку света некоторые лесные кустарники. Возьмем хотя бы обычный орешник. Если в лесу достаточно светло, орешник растет крупными кустами и листья его располагаются на ветвях обычным образом, без какой-либо особой правильности. Совершенно по-другому обстоит дело в тенистом лесу, где орешник получает мало света. Здесь кусты его низкорослые, мелкие. И листья на ветвях расположены совершенно иначе. Особенно хорошо это видно на самых нижних ветвях, которые затенены больше других. Посмотрите, как своеобразно ведут себя здесь листья. Все они располагаются горизонтально и при этом в одной плоскости. Точь-в-точь как в гербарии. Растению это выгодно. Именно при таком положении листья улавливают наибольшее количество света. Их пластинки наиболее выгодным образом ориентированы по отношению к слабому световому потоку. И один лист совершенно не затеняет другой, не мешает ему улавливать свет. В условиях сильного затенения все это очень важно, жизненно необходимо.
И еще одна подробность. На каждой ветке листья неодинаковы по размерам: есть более мелкие и более крупные. На сильно затененных ветвях те и другие располагаются не беспорядочно, а с определенной правильностью: мелкие занимают промежутки между крупными. Получается так называемая листовая мозаика. Между листьями почти не остается больших зазоров, они довольно плотно примыкают друг к другу.
Листовая мозаика характерна для ветвей, получающих мало света. И наблюдается это явление, конечно, не только у одного орешника. То же самое можно нередко видеть в густом лесу на сильно затененных, расположенных у самой земли ветвях липы, клена, вяза. Эти ветки тоже как будто взяты из гербария. Все листья на них ориентированы в одной плоскости.
Если посмотреть для сравнения листья на нормальных, хорошо освещенных ветвях, то мы не увидим ни листовой мозаики, ни расположения листьев в одной плоскости. Листья направлены в разные стороны, никакой правильности в их расположении заметить нельзя. Освещение здесь достаточное, и растениям нет необходимости стремиться к тому, чтобы уловить как можно больше света.
И, наконец, последнее. У одного и того же дерева или кустарника листья, хорошо освещенные, и листья, сильно затененные, различаются не только по тому, как они ориентированы в пространстве. Существенные различия есть и в их внутреннем строении. Это хорошо видно под микроскопом на тонком поперечном разрезе листа. В затененных листьях можно заметить некоторые особенности строения, направленные к лучшему поглощению света (например, хлоропласты, т. е. мельчайшие зеленые тельца в клетках, улавливающие свет, имеют более крупные размеры). Словом, приспособления растений к скудному освещению многообразны. Одни из них касаются внешних признаков и хорошо видны простым глазом, другие внутреннего строения и различимы только при рассматривании в микроскоп.
ЛАЗАЮЩИЕ РАСТЕНИЯ
Если бы вам когда-нибудь довелось попасть в тропический лес, вы были бы удивлены обилием лиан. Словно змеи, вьются они по деревьям, оплетая ветви и стволы, перекидываясь с одного дерева на другое. Особенно пышно разрастаются лианы на опушках леса и прогалинах, образуя трудно проходимые заросли.
Но это — в тропических лесах. А как обстоит дело в знакомых нам лесах умеренного пояса? Лианы у нас тоже есть, но их очень мало. В средней полосе европейской части СССР одной из немногих лиан является, например, хмель. Это тот самый хмель, который используется при изготовлении пива. Он сильно отличается от настоящих лиан тропических лесов. У тех стебель крепкий, деревянистый, живет много лет, а у хмеля травянистый, однолетний. Появившись весной, он к осени отмирает, засыхает. Следовательно, хмель скорее не лиана, а многолетнее травянистое растение с вьющимся стеблем. Его только условно можно назвать лианой.
Внешний облик хмеля, вероятно, знаком некоторым из читателей. Тонкий стебель растения несет крупные шершавые листья, похожие на листья винограда. Они расположены супротивно, один против другого. В конце лета на ветвях хмеля можно видеть своеобразные овальные шишечки светло-зеленого цвета. Величиной они чуть больше наперстка, довольно рыхлые, мягкие. Это скопление мелких плодов-орешков вместе с прикрывающими их чешуйками. Грозди таких шишечек придают растению своеобразный вид. По ним сразу можно узнать хмель. К осени плоды созревают и шишечки желтеют. А позднее, уже ближе к зиме, стебли полностью засыхают.
Хмель зимует в виде очень крупного мясистого корневища, которое скрыто в почве. Оно несколько похоже на сильно удлиненный корнеплод свеклы. Именно от этого корневища, богатого питательными веществами, весной начинают расти новые побеги. Сначала они еще короткие и похожи на тоненькие змейки. Молодые побеги быстро поднимаются вверх и извиваются в поисках опоры. Если опоры не найдется, слабый стебель не сможет подняться кверху. В этом отношении хмель сходен с настоящими тропическими лианами. Впрочем, опора обычно находится, так как хмель растет чаще всего среди деревьев. На одно из них он в конце концов и поднимается.
Каким же способом хмель забирается на дерево? Самым простым. Стебель просто-напросто обвивается вокруг ствола как спираль. Интересно, что эта спираль всегда закручивается в определенном направлении. Стебель может извиваться уже в самом раннем возрасте. Если растут вместе несколько стеблей, они взаимно обвивают друг друга, образуя нечто вроде рыхлого каната.
В лесах средней полосы страны, как мы уже сказали, лиан очень мало. Гораздо больше их в лесах Кавказа и Дальнего Востока. Среди кавказских лиан особенно примечателен плющ. Стебель у него деревянистый, многолетний — точно такой же, как у настоящих тропических лиан. С годами он растет в толщину и у старых экземпляров может быть очень толстым — как рука или нога человека. Плющ — растение вечнозеленое. Когда бы мы ни посмотрели на него — он всегда выглядит одинаково. Его листья, плотные, темные и блестящие, остаются зелеными круглый год. Интересно, что на разных побегах плюща форма листьев сильно различается. На тех побегах, которые растут в сильном затенении и не цветут, листья имеют угловато-треугольную форму. На тех, которые растут на свету и образуют цветки, листья совершенно иные. Они похожи на листья тополя. Такие различия в форме листьев у одного и того же растения, причем достаточно взрослого, встречаются нечасто.