Половое размножение у семенных растений, к которым относятся цветковые и голосеменные, осуществляется с помощью семян. При этом обычно бывает важно, чтобы семена оказались на достаточно удаленном расстоянии от родительского растения. В этом случае больше шансов, что молодым растения не придется конкурировать за свет и воду как между собой, так и со взрослым растением.
Покрытосеменные (они же цветковые) растения в процессе эволюции растительного мира решили проблему распространения семян наиболее успешно. Они «изобрели» такой орган как плод.
Плоды служат приспособлением к определенному способу распространения семян. По-сути, чаще всего распространяются плоды, а семена вместе с ними. Поскольку способов распространения плодов достаточно много, то существует множество разновидностей плодов. Основными способами распространения плодов и семян являются следующие:
животными (в том числе птицами и человеком),
саморазбрасыванием,
с помощью воды.
Плоды растений, которые распространяются ветром, имеют специальные приспособления, увеличивающие их площадь, но не увеличивающие их массу. Это различные пушистые волоски (например, плоды тополя и одуванчика) или крыловидные выросты (как у плодов клена). Благодаря таким образованиям, семена долго парят в воздухе, а ветер их относит всё дальше и дальше от родительского растения.
В степи и полупустыне нередко растения засыхают, и ветер обламывает их у корня. Перекатываемые ветром, засохшие растения рассыпают по местности свои семена. Таким «перекати-поле» растениям, можно сказать, не нужны даже плоды для распространения семян, так как с помощью ветра их распространяет само растение.
С помощью воды распространяются семена водных и околоводных растений. Плоды таких растений не тонут, а уносятся течением (например, у ольхи, растущей по берегам). Причем это не обязательно мелкие плоды. У кокосовой пальмы они крупные, но легкие, поэтому не тонут.
Приспособления плодов растений к распространению животными более разнообразные. Ведь животные, птицы и человек могут по-разному распространять плоды и семена.
Плоды некоторых покрытосеменных приспособлены к тому, чтобы цепляться за шерсть животных. Если, например, животное или человек пройдет рядом с репейником, то за него зацепится несколько колючих плодов. Рано или поздно животное их сбросит, но семена репейника окажутся уже относительно далеко от исходного места. Кроме репейника, примером растения с плодами-зацепками является череда. Ее плоды относятся к типу семянки. Однако у этих семянок есть маленькие шипы, покрытые зубчиками.
Сочные плоды позволяют растениям распространять их семена с помощью животных и птиц, которые поедают эти плоды. Но как же они их распространяют, если плод и семена вместе с ним съедены и переварены животным? Дело в том, что переваривается в основном сочная часть околоплодника плода, а вот семена - нет. Они выходят из пищеварительного тракта животного. Семена оказываются далеко от родительского растения и окружены пометом, который, как известно, неплохое удобрение. Поэтому сочный плод можно считать одним из самых успешных достижений эволюции живой природы.
Существенную роль в распространении семян сыграл человек. Так плоды и семена многих растений были случайно или намеренно завезены на другие континенты, где они смогли прижиться. В результате сейчас мы можем, например, наблюдать как в Америке растут растения, характерные для Африки, а в Африке - растения, родина которых Америка.
Существует вариант распространения семян с помощью разбрасывания, а точнее саморазбрасывания. Конечно, это не самых эффективный метод, так как семена оказываются всё-равно близко к материнскому растению. Однако такой способ нередко наблюдается в природе. Обычно разбрасывание семян характерно для плодов типа стручок, боб и коробочка. Когда боб или стручок засыхает, его створки скручиваются в разные стороны, и плод растрескивается. Из него с небольшой силой вылетают семена. Так распространяют свои семена горох, акация и другие бобовые.
Плод коробочка (например, у мака) колышется на ветру, и их него высыпаются семена.
Однако саморазбрасывание характерно не только для сухих семян. Например, у растения под названием бешеный огурец семена вылетают их сочного плода. В нем скапливается слизь, которая под давлением выбрасывается вместе с семенами.
Распространение растений по всей территории планеты – это процесс, который постоянно совершенствуется природой. Все растительные культуры, которые встречаются на Земле, обладают какими-то своими методами размножения, в которых могут участвовать прочие растения, животные, природные явления и пр. Некоторые способы распространения растений плодами и семенами особенно интересны. Подобные способы могут показаться чуть ли не чудом даже самым стойким скептикам. Поговорим о возможностях природы в таком вопросе чуть более подробно.
После того, так на культуре формируются семена или плод, они созревают и отделяются от родительского растения. Ботаники утверждают, что чем дальше относится такой посадочный материал, тем меньшей будет вероятная конкуренция от родительской особи. Кроме того при широком распространении у растений появляется шанс на колонизацию новых территорий и увеличение размера популяции.
Распространение плодов и семян растений
Распространение животными
Считается, что распространение плодов и семян животными является достаточно надежным, так как разные звери активно посещают участки с высокой плодородностью, на которых семена будут отлично расти. Многие плоды имеют на себе колючки или специальные крючочки, которые цепляются на кожу или на шерсть животных, оказавшихся рядом, что способствует их перенесению на значительное расстояние, после чего они «рано или поздно» упадут в грунт либо будут содраны, но все равно попадут в него.
Яркими примерами таких растений можно назвать лопух, подмаренник цепкий, морковку, череду, лютик, гравилат, а также репешок.
Так гравилат имеет особенные крючочки на столбике, а плоды лопуха окружаются крючкоподобными листиками обертки, также на них есть небольшие достаточно жесткие волоски, способные проникать в кожу и провоцировать раздражение (это приводит к расчесыванию и последующему отпаданию плодов). Подмаренник, морковь и лютик обладают перикарпием, окруженным выростами, похожими на прицепки. А череда имеет на плоде летучку, как у одуванчика, однако с достаточно прочными шипами.
К этой группе растений также можно отнести культуры с сочными плодами, к примеру, ежевику, сливу, томат, яблоню и землянику. После того, как их съедят животные, семена проходят сквозь пищеварительный тракт и попадают наружу с испражнениями. После падения на плодородный грунт такой посадочный материал без труда прорастает.
Распространение ветром
У тех растений, плоды и семена которых переносятся ветром, наличествуют специальные приспособления, облегчающие этот процесс. К таковым можно отнести летучки, их можно увидеть на семенах ивы, кипрея, одуванчика, хлопчатника. Кроме того такое приспособление характерно и для клена, граба, ясеня и пр.
У определенных культур плод похож на коробочку, которая располагается на ножке и колышется ветром, что приводит к рассыпанию многочисленных мелких семян. Такие растения представлены маком, чернушкой, наперстянкой и пр.
У некоторых представителей флоры семена являются столь мелкими и легкими, что могут разноситься ветром, не имея для этого никаких дополнительных приспособлений. В эту группу можно отнести орхидеи. У таких растений семена выпадают после растрескивания шва между плодолистиками. При этом посадочный материал выбрасывается из них достаточно сильным толчком. Дополнительно некоторые растения могут иметь на своих семенах приспособления для переноски ветром, как пример, можно привести кипрей.
Распространение водой
Достаточно немного растений имеют плоды или семена, которые специально приспособились для водного распространения. Такой посадочный материал содержит небольшие воздушные полости, которые удерживают его на поверхности водоема. Как пример можно привести кокосовый орех, представляющий собой костянку с волокнистым покровом и значительным количеством воздухоносных полостей. К такой группе растений относится и кувшинка, чье семя обладает губчатой оболочкой, которая происходит из ножки семязачатка.
Случайные распространения
Ботаники не строго разделяют семена и плоды по категориям, зависящим от метода их распространения. Многие культуры могут распространяться несколькими вышеназванными способами, а то и всеми ими. Самым главным фактором случайного распространения является человек, ведь семена могут с легкостью переноситься на одежде, цепляться к грузам и попадать таким образом на значимое расстояние от родительского растения. Многие зерновые культуры засоряются семенами сорняков. Кроме того посадочный материал может случайно распространяться ураганами, наводнениями и пр.
Самые интересные способы распространения семян растений
Одним из любопытных примеров такого распространения можно назвать процесс разбрасывания семян удивительным растением бешеный огурец. Его плод схож на вид с обычным огурцом, а после достижения полной зрелости его мясистые ткани, окружающие семена, становятся слизистой массой. После того, как плод отделяется от плодоножки, возникает давление на его содержимое, сравнимое с принципом реактивной тяги, благодаря чему происходит разбрасывание семян на значительную площадь. Происходит это наподобие выстрела пушки. Похожим методом распространения семян обладает также обыкновенная кислица.
Бобовые культуры способны выталкивать семена на достаточно большое расстояние, а эшшольция откидывает от себя весь плод вместе с созревшими семечками.
Итак, существует довольно много способов, обеспечивающих размножение и распространение растений по нашей планете.
После образования семян либо весь плод, либо содержащиеся в нем семена (или семя), отделяются от родительского растения. 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,
1) распространение ветром (анемохория);
2) распространение животными (зоохория);
3) распространение водой (гидрохория).
Распространение животными
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 .
Рис. 1. Плоды, распространяемые животными
Примерами служат плоды подмаренника цепкого, гравилата, лопуха, моркови, лютика, череды, репешка.
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
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, клѐна, граба.
Рис. 2. Плоды и семена, распространяемые ветром
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 лѐгкие, что разносятся ветром, не имея никаких специальных придатков, вскрывающихся плодов. Вскрытие у них происходит путѐм 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), причѐм у некоторых растений семена выбрасываются из них с силой (например, у фиалки).
Распространение водой
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.
Рис. 3. Плоды, распространяемые водой
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 не является строгим. Во многих случаях большую роль играет элемент случайности, и данный плод или семя может распространяться двумя из названных трѐх 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.
Распространение семян – необходимое условие для существования и процветания растений. В процессе эволюции у плодов и семян возникло множество приспособлений для распространения.
В зависимости от агента распространения семян и плодов все растения разделяются на 4 группы:
1)анемохорные – распространяются ветром;
2)зоохорные – распространяются животными;
3)гидрохорные – распространяются водой;
4)автохорные – распространяются саморазбрасыванием.
Большинство деревьев верхнего полога широколиственного леса распространяют свои плоды и семена при помощи ветра.
Семена этих деревьев имеют небольшую массу. Например, 50000 семян осины имеют массу 4 г. А есть растения, у которых семена во много раз легче: масса семени заразихи – 0,000001 г; грушанки – 0,000004 г. Крылатые плоды березы могут отлетать от материнского растения на 1,6 км. Значительно дальше могут отдалиться от ели ее семена. Крылышки у них словно парус. И семена скользят по насту. Крылатки клена и ясеня путешествуют недалеко от родных деревьев.
У некоторых растений имеются парашюты, которые состоят из ветвистых волосков, увеличивающих парусную поверхность парашюта. В этом отношении показательны плоды одуванчика, козлобородника или осота . Такие плоды могут улетать по ветру на огромное расстояние.
У ряда растений летательные приспособления помогают не только передвижению семян, но и, подобно буравчику зарыванию их в землю. В степях часто встречается злак ковыль . Плод его острая зерновка с длинной, изогнутой под прямым углом остью. Часть ости перистая. Нижняя ее часть при подсыхании винтообразно скручивается, при увлажнении раскручивается. Встретив при своем движении по степи, какое – либо препятствие – камешек, комок почвы, стебель растения, зерновка своим острым концом ввинчивается в землю.
В степях ветер подхватывает целые растения, сломав их у корня, и несет, перекатывая с места на место. Перекати – поле – так назвал народ гонимые ветром, прыгающие сухие растения. За долгий путь по степи перекати – поле разносит свои семена на большие расстояния.
Часть плодов и семян распространяется водой. Спелые плоды кокосовой пальмы сваливаются в море и уносятся течением. Отнесенные водой к новым берегам и выброшенные на отмель, они прорастают и образуют новые прибрежные рощи. Таким образом, еще в очень отдаленные времена кокосы расселялись по берегам материков и островов – повсюду, где им было достаточно тепло.
Гидрохория наблюдается у растений, произрастающих в воде или по берегам водоемов (рдест, кувшинка, стрелолист, осока, ольха). Их плоды, попадая в воду, не тонут. Течение уносит их далеко от материнских растений.
У многих растений можно наблюдать и саморазбрасывание. Например, если задеть плод растения недотроги, то его створки разрываются, скручиваются и с силой разбрасывают семена. То же самое происходит и с плодами гороха, и фасоли. Поэтому их собирают, не дожидаясь полного высыхания створок плода, иначе они выбросят семена и урожай погибнет.
Наверно, каждый слышал в ясный день легкое потрескивание и пощелкивание в кустах желтой акации. Нагретые солнцем стручки растрескиваются, затем скручиваются, семена разлетаются во все стороны.
В Крыму и на Кавказе на сухих склонах и морских побережьях можно встретить сорное растение бешеный огурец. После созревания семян в его плодах скапливается слизь, которая вместе с семенами с силой выбрасывается из плодов. Кажется, будто бешеный огурец стреляет своими плодами. У многих растений зрелые плоды при подсыхании с силой лопаются и отбрасывают семена на значительное расстояние, например, у герани болотной на расстояние 2,5 – 3 м, у фиалки собачьей – на 4 – 5 м, у бегонии – до 15 м.
Семена и плоды многих растений иногда невольно распространяют животные и люди.
Под пологом леса произрастают многие ягодные кустарники: шиповник, калина, бузина, бересклет, волчья ягода и другие. Здесь же встречаются и невысокие деревья: черемуха, рябина и другие.
Семена растений с сочными плодами поедают животные, в основном птицы. Они поедают эти плоды и, перемещаясь с места на место, вместе с пометом выбрасывают неповрежденные семена съеденных плодов. Во время своих осенних перелетов птицы переносят на себе прилипшие вместе с грязью семена, особенно водных и прибрежных растений.
Плоды таких растений, как лопух или череда, снабжены острыми зубчиками и крючками. С их помощью эти плоды прицепляются к шерсти животных или к одежде людей, которые и разносят их на значительные расстояния.
При перевозке грузов к мешкам или тюкам могут прилипнуть или прицепиться плоды и семена некоторых растений. При разгрузке они попадают, и выросшие из них растения часто находят на новых территориях хорошие условия для жизни.
Интересный способ распространения плодов, связанный с самозарыванием (земляной орех). После цветения цветоножки сильно удлиняются, затем загибаются к земле и зарывают молодые плоды на некотором расстоянии от материнского растения. В земле плоды дозревают и прорастают.
Так из Европы в Америку в свое время был завезен подорожник – обычное растение тропинок и дорог. Коренные жители Америки – индейцы – называют подорожник следом белого человека. А сорняк наших южных полей ромашка пахучая завезен к нам из Америки.
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. Способы расселения семян и плодов у цветковых растений очень разнообразны.
Распространение с помощью животных. 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.Примерами служат плоды подмаренника цепкого, гравилата, лопуха, череды. Многие растения имеют плоды с сочным околоплодником для привлечения птиц и животных. Семена этих плодов защищены от переваривания в пищеварительном тракте и вместе с экскрементами попадают в почву, прорастают, но уже на другом месте.
Распространение ветром. Многие растения, распространяемые ветром, имеют специальные приспособления. К их числу относятся летучки (семена ивы, кипрея, хлопчатника, плоды одуванчика и др.) и крылатки (у сосны (голосемянные), яза, ясеня, клёна, граба и др.). У ряда растений, например у мака, плод – коробочка, сидящая на ножке, которую колышет ветер, так что многочисленные мелкие семена высыпаются через поры в верхней части плода.
Распространение водой. 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 многочисленными воздухоносными полостями. У кувшинки семя снабжено губчатой оболочкой, воздушные поры которой не дают им тонуть.
Саморазбрасыванием распространяются растения, у которых семена выбрасываются за счет нарастания в плодах внутреннего давления, или околоплодник выбрасывает семена по принципу пружинки или метания. Такое распространение семян характерно для бешеного огурца, кислицы обыкновенной, бобовых растений, у многих ирисовых, лилейных, примул. 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.
Во многих случаях в распространении семян и плодов играет элемент случайности, и данный плод или семя может распространяться двумя или даже всеми тремя способами. 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. Есть также плоды, способные ползать и скакать (овес, ковыль, др.).
