Семена, которые распространяются с помощью ветра, можно узнать сразу. Они или очень мелкие, или имеют особые придатки, помогающие им парить в воздухе. Придатки в виде хохолков из пушистых волосков имеют плоды одуванчика, осота, скерды. У березы и ольхи плоды плоские и легкие, поэтому при порывах ветра они легко планируют. Плоды же клёна имеют два крылатых выроста, которые, падая с ветвей, вращаются, словно лопасть вертолета. Из-за этого падение замедляется, и ветер уносит его далеко от родительского растения.
Интересное приспособление для распространения ветром имеется у некоторых степных и пустынных растений. Они очень сильно ветвятся у самой земли, образуя густую, шарообразную крону. Когда семена созревают, их стебель подсыхает и легко обламывается. Ветер подхватывает эти шары и гонит их по степи с места на место, в это время семена и рассеиваются по земле. Такие растения называются перекати-поле.
Семена и плоды, распространяющиеся водой либо очень легкие и невесомые, и потому хорошо держатся на воде, либо имеют специальные плавательные приспособления.
Семена многих растений иногда невольно разносят животные и люди. Сухие плоды некоторых из них снабжены различными прицепками. Стоит осенью пройти по пустырю или берегу речушки, заросшему бурьяном, как обязательно вынесешь на одежде целую коллекцию цепких плодов лопуха, гравилата, череды. Также плоды этих растений прицепляются к шерсти животных, перьям птиц, приобретая способность переноситься на новые места.
Животные
Семена, заключённые в сочных плодах, распространяются животными, питающимися ими. 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 защищённые плотной кожурой семена проходят непереваренными и выбрасываются где-нибудь вместе с пометом. Так семена оказываются высеянными и притом вместе с удобрениями.
Помимо этого семена многих растений разносятся насекомыми. Например, муравьёв привлекает семена с сочными придатками, как у чистотела, фиалки. Распространению плодов и семян способствуют животные (белки, бурундуки), заготавливающие их про запас. Несъеденные или потерянные семена при благоприятных условиях нередко прорастают.
Сеем, сеем,
В природе встречается немало растений, которые могут сами рассеивать свои семена. При созревании их плоды раскрываются, и семена разлетаются в разные стороны.
С помощью животных, по ветру или воде семена и плоды растений способны преодолевать огромные расстояния. Они пересекают полноводные реки, горные хребты, пустыни и океаны. Но самые дальние путешествия растений связаны с человеком.
Во время переселений, войн или торговых экспедиций человек непременно вез с собой семена культурных растений. Из заморских стран вместе с золотом и драгоценностями купцы и завоеватели всегда привозили семена новых культур. Так в Европу попали картофель, кукуруза и подсолнечник из Америки, апельсины из Азии, кофе из Африки. Вместе с культурными растениями вслед за человеком осваивали новые земли и сорняки. Прикрепляясь к одежде или к шерсти домашних животных, прилипнув вместе с грязью к обуви, семена и плоды сорняков следовали по пятам. Вслед за белыми переселенцами огромные пространства Америки освоил подорожник. Индейцы назвали это растение "след белого человека".
Многие растения распространились во время войн. Ведь вслед за армиями всегда тянулись обозы с провиантом и сеном для лошадей. Вместе с сеном путешествовали и семена полевых растений. Большое количество чужеземных сорняков попадало на новое место морским путем, вместе с привозным зерном. Перед тем, как молотить, его очищали от примесей, в которых было много разных семян. В результате вокруг мельниц появлялись новые сорные растения.
Много семян привозилось и с необработанной шерстью. Таким образом на юге Франции обосновалось около 500 видов растений-пришельцев из Алжира, Южной Америки, Австралии.
В сегодняшнее время растения преодолевают огромные расстояния благодаря человеку: многие экзотические цветы растут у нас дома, в офисах или на газонах.
2. Исследование флоры поселка Снежногорск
Поселок Снежногорск входит в состав Норильского промышленного района и расположен на западном склоне гор Путорана, на берегу Хантайского водохранилища. Растительность типична для полуострова Таймыр.
Для изучения флоры п. Снежногорск, мною был собран гербарий, насчитывающий 77 растений из цветущих в июле и августе. Чтобы было легче определить их вид, одновременно со сбором проводил съемку фотоаппаратом.
Но предстояла сложная работа по определения названий собранных цветов. Для этого обратился к научной литературе, которой оказалось крайне мало. В книге «Природа Хантайской гидросистемы» указан список растений, произрастающих на данной территории. С помощью справочников растений и информационно-справочных систем Интернета стал определять названия найденных.
Основываясь на данных сайта Государственного Природного Биосферного заповедника «Таймырский», я узнал, что растения на территории поселка изучены слабо, в то время как в окрестности озера Хантайского хорошо. Данные этих исследований помогли мне определить виды растений.
Одновременно с поисками названий растений проводил опрос. В результате выяснил, какие растения для жителей Снежногорска были привычны, а какие появились относительно недавно.
Из собранных цветов я отобрал для более детального исследования следующие растения: ковыль, горечавочник бородатый, ромашку садовую.
Так, выяснил, что ковыль не произрастает в нашем регионе. Удивительно: как и когда он попало в Снежногорск?
Проведя опрос жителей поселка, я узнал, что появился ковыль всего лишь около 20 лет назад. Рос он только в одном месте (улица Хантайская – Набережная д. 2, угол дома) и насчитывал около 10-15 растений.
На сегодняшний день площадь его распространения увеличилась во много раз. Я представил ее на схеме.
Предполагаю, что растение было завезено с материка в виде букета. И за ненадобностью выкинуто.
Однако оно не только не погибло в наших суровых условиях, но и великолепно размножается, распространяясь на обширные территории.
Следующее растение, выбранное мной, – Горечавочник бородатый. Так в книге Б. Г. Иоганзена «Природа Хантайской гидросистемы» есть упоминание и распространении данного растения вдоль побережья реки Енисей, что в 60 километрах от Снежногорска. Как же оно оказалось на территории поселка?
От дедушки, страстного любителя рыбалки, часто бывающего на Енисее, узнал, что горечавочник бородатый постепенно распространялся по берегам реки Хантайки. И таким образом это растение постепенно расширило свою территорию произрастания. Можно предположить, что произошло это в связи со строительством Усть-Хантайской ГЭС, когда была затоплена большая территория земли. Появление такой гидросистемы не могло не сказаться на климате вокруг водохранилища, а значит, и на растениях, и на территории их произрастания.
Ромашка садовая – это следующее, рассмотренное мной растение. (Семейство:Астровые. Ареал: широко распространена в Евразии, Америке и Южной Африке, Австралия)
Летом 2006 года в Снежногорске для озеленения территории привезли с материка ромашки, которые высадили по всему поселку, украсив клумбы. Все лето цветы радовали жителей своей красотой. Однако на следующий год я увидел, что перезимовало очень мало растений.
А эти летом не смог найти ни одного цветка ромашки садовой. Как такое могло случиться? Вероятно, растение, привезенное человеком из более теплого климата, не смогло приспособиться и выжить в наших северных условиях. Хотя ее родственница – ромашка аптечная на территории поселка благополучно росла и растет до сих пор.
Заключение
Маленькие путешественники Кто они?
В ходе исследования это оказались растения, попавшие на территорию поселка Снежногорск. Путь их был нелегкий: одни (такие как ромашка садовая) были искусственно завезены людьми и не смогли приспособиться к суровым климатическим условиям. Другие (как ковыль) благополучно акклиматизировались в наших северных широтах. Третьи же, благодаря хозяйственной деятельности человека, расширяют территорию своего обитания. Кто знает, сколько ещё новых растений со временем будет занесено или завезено в наши края?! Это неизвестно никому, но ясно одно: новым путешественникам будут рады, потому что они делают нашу жизнь краше и ярче.
В течение многих поколений существования на планете у растений выработались различные приспособления к распространению семян и плодов. К примеру, некоторые растения сами разбрасывают свои семена на дальние расстояния. В тенистых местах у заборов либо канав можно встретить весьма необычное растение с таким серьёзным названием – недотрога. Если дотронуться до кончика его плода, створки плода разрываются, затем скручиваются и с силой разбрасывают семена.
Думаю, многие из Вас слышали в хорошую солнечную погоду в конце лета либо в начале осени в парках где растёт жёлтая акация слышится лёгкий треск, причём повторяющийся через короткие промежутки времени. Вот так трескаются бобы на кустах акации. Также как и у недотроги створки их раскрываются, скручиваются и разбрасывают семена далеко в стороны, но только в момент подсыхания.
А вот коробочки мака, которые расположены высоко на длинных стеблях выбрасывают свои семена немного по-другому. Когда подует ветер, стебли мака сгибаются, а затем с силой распрямляются. В этот момент из мелких отверстий коробочки семена вылетают и разбрасываются на довольно большие расстояния.
В начале лета улицы, дворы, бульвары, проспекты и скверы покрываются, как снегом, белым пухом от тополей. Снабжённые пучками волосков, семена тополей разлетаются при помощи ветра на большие пространства и, попав в нужное место, прорастают. А всем известные плодики (плоды) одуванчика, начиная с весны, в течение всего лета и осени массами разлетаются на своих «парашютиках» в разных направлениях.
Ветром распространяются плоды и семена и многих других цветковых растений. Например, у мелкого плода берёзы сбоку находится плёнчатая каёмка похожая на маленькие крылышки, а у плодов клёна имеются большие крыловидные придатки. Плоды берёзы и клёна хорошо висят на ветвях деревьев до поздней осени, а иногда и до зимы. За это время листья опадают, ветер свободно и беспрепятственно рассеивает семена этих деревьев на большие расстояния.
Лес и птицы. Осенью в лесу можно увидеть и даже попробовать очень много сочных плодов – это плоды рябины, черёмухи, брусники, ландыша и многих других растений. Зрелые плоды окрашены в яркие цвета и издали заметны. Для птиц сочные плоды – это самое вкусное лакомство. Они стаями летают по лесу и охотно поедают сочные плоды. Но, учитывая то, что те семена, которые хорошо защищены твёрдыми оболочками, в кишечнике певчих птиц не перевариваются и, пройдя через кишечник они выбрасываются наружу, иногда на очень далёком расстоянии от того места, где они были съедены. Так многие семена распространяются при помощи птиц.
Некоторые растения распространяются не только при помощи птиц, но и при содействии других животных. Их плоды цепляются к шерсти животных и уносятся ими в разных направлениях. Это плоды, усаженные цепкими крючками или острыми шипами, например, у лопуха и череды.
Распространение плодов и семян
1. Что такое семя? 2. Какова роль семян в жизни растений? 3. Какую роль выполняют плоды в жизни растений?
Распространение семян - необходимое условие для существования и процветания растений. В процессе эволюции у плодов и семян возникло множество приспособлений для их распространения ветром, водой, животными, человеком, саморазбрасыванием.
Распространение семян с помощью ветра
Семена ивы, тополя, осины, покрытые белыми пушистыми волосками, распространяются ветром на большие расстояния [ 112]. Ветром разносятся на своих «парашютиках» и плодики одуванчика.
Плоды березы, ясеня, клена имеют крыловидные выросты. Они, как правило, висят на ветвях деревьев до поздней осени или даже до зимы. Лишь после полного опадания листьев сильный ветер может сорвать эти плоды и унести далеко в сторону от дерева, на котором они созрели.
Распространение семян водой
Водой распространяются плоды и семена не только водных, но и некоторых наземных растений. Ольха часто растет по берегам рек; ее плоды, попадая в воду, не тонут. Течение уносит их далеко от материнских растений.
Плоды кокосовой пальмы с одного острова на другой переносят морские течения.
Распространение семян саморазбрасыванием
Это явление можно наблюдать у многих растений . Например, если задеть плод растения недотрога, 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.
Разбрасывание семян можно наблюдать также у акации, мака, виолы и других растений. Расстояние, на которое отбрасываются семена, обычно не превышает 15- 20 см, поэтому такой способ распространения значительно уступает другим.
Распространение семян с помощью животных и человека
Семена и плоды многих растений иногда невольно распространяют животные и люди . 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 на землю, прорастают, и выросшие из них растения часто находят на новых территориях хорошие условия для жизни. 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 злейший сорняк наших южных полей, вызывающий у многих людей тяжелые аллергические реакции, - амброзия и широко известная ромашка пахучая были завезены к нам из Америки.
Сочные плоды рябины, бузины, брусники, черники, черемухи и других растений поедают животные, в основном птицы. Находящиеся в них семена защищены твердой оболочкой, поэтому они не перевариваются и вместе с пометом выбрасываются иногда на очень далеком расстоянии от мест их созревания.
После созревания плоды и семена падают недалеко от материнского растения и прорастают, продолжая растительный род. Но в большинстве случаев животные, вода, ветер переносят их на новые места, где, при наличии благоприятных условий, они прорастают и обеспечивают освоение растениями новых местообитаний. Так происходит расселение - необходимый этап в семенном размножении. Благодаря расселению происходит расширение территории обитания видов растений, заселение растениями островов и территорий после пожаров, вулканических извержений, обогащения состава растительных сообществ и т. Плоды семян растений распространяются различными способами: сомопоширення, ветром, животными, водой, человеком.
Существует большая группа растений, способных самостоятельно распространять (способы расселения растений ) плоды и семена (горох, фасоль). В них после созревания плоды растрескиваются, и семена с помощью механических сил катапультируется на большие расстояния. Растения могут распространять семена и с помощью давления. Например, в Крыму и на Кавказе растет огурец-пирскач. Когда семя созреет, в плодах собирается слизь, которая вместе с семенами с силой выбрасывается наружу.
Многие растения имеют приспособления для распространения плодов ветром (анемохория ). В одних растений плоды и семена очень легкие (орхидеи), в других - развиваются волоски (тополь белый), парашютики (одуванчик), крылатки (клен). В степных и полупустынных растений (верблюжья колючка, курай), которых называют "перекати-полем", высохшие кусты имеют шарообразную форму, легко перекатываются ветром, рассеивая при этом семена.
Многие растения имеют приспособления для распространения плодов и семян животными (зоохория ). Например, сочный околоплодник у плодов рябины, черешни привлекает птиц, крючочки у плодов лопуха настоящего служат для удержания в шерсти млекопитающих. Муравьи разносят семена чистотела, фиалок, что съедобные придатки.
Во многих водных растений (кувшинки, кувшины) распространение осуществляется с помощью воды (гидрохория ), поэтому их плоды и семена имеют водонепроницаемые ткани, воздушные камеры, слизистые покровы с пузырьками и тому подобное. В кокосовой пальмы внешний слой ее "орехов" водонепроницаемый, а средний - образован из волоконец, между которыми есть много воздуха. Эти особенности вместе с длительным периодом покоя позволяют кокосовой пальме расселяться на большие расстояния с помощью океанических течений. А вот плоды сейшельской пальмы регулярно доходят Сейшельских к Мальдивских островов, но никогда там не прорастают.
Большую роль в распространении семян растений играет человек (Антропохория ). Семена и плоды переносятся с различными товарами, предметами, одеждой. Иногда человек, не желая того, способствует распространению сорняков: то высевают их семена вместе с семенами культурных растений (куколь обыкновенный), то переносит из района в район обуви или одежде (череда). Сорняки используют для своего распространения все возможные виды транспорта. Иногда зеленые пришельцы настолько широко распространяются на чужой территории, становятся как бы местными растениями. Так, из Америки в Европу занесены галинсога мелкоцветная и амброзия, а из Европы в Америку - подорожник, чертополох.
Лекция. Распространение плодов и семян.
Одна из причин огромного разнообразия семян и плодов – различные приспособления к их распространению.
Так как подавляющее большинство растений ведут прикрепленный образ жизни, - все они вынуждены распространяться в пространстве и во времени зачатками – диаспорами.
Процесс распространения диаспор растений – диссеминация (лат. disseminare – рассеивать, распространять).
Диссеминация необходима:
для сохранения и расширения ареала вида;
как вариант избегания экстремальных условий и периодов года (пережидание их в зародышевом, покоящемся состоянии);
для предотвращения нежелательного близкородственного скрещивания, усиления перекомбинации генов, и => для сохранения гетерозиготных гетерозисных особей;
для поддержания более или менее постоянного состава фитоценоозов.
С теоретической точки зрения – изучение способов диссеминации позволяет раскрыть особенности биологии конкретных видов, пути формирования растительных сообществ и растительного покрова.
С практической точки зрения –
1) для изучения возможностей естественного восстановления лесов после пожаров, вырубок и других воздействий.
2) в практике сельского хозяйства, знание особенностей распространения семян сорных видов помогают сократить их численность до минимума.
Основные способы расселения плодов и семян
(старый учебник с.428 – 430).
Для обозначения отдельных способов расселения растений употребляют термины, в основе которых лежит корень «хорео» - распространяюсь, расселяюсь.
Диссеминация плодов и семян
Автохория Аллохория
Барохория
Автомеханохория Анемохория Гидрохория
Геокарпия (ветром) (водой)
Зоохория Антропохория
(животными) (человеком)
1. Автохория – расселение плодов и семян самостоятельно, без участия каких-либо внешних факторов.
Автохория осуществляется в 3 формах:
Барохория – самопроизвольное опадение зрелых диаспор под собственной тяжестью (сорные растения, пальмы, ряд сложноцветных с массивными плодами и семенами и т.п.).
Автомеханохория – активное разбрасывание семян при вскрывании зрелого плода (створки плода бобовых – фасоль и т.д.; недотрога – сильное осмотическое давление в клетках, при прикосновении к зрелому плоду коробочка с силой раскрывается и семена разбрасываются; бешеный огурец – при созревании плода идёт повышение давления во внутренних тканях и при падении или внешнем воздействии – сочная мякоть вместе с семенами с силой выстреливается наружу.
Геокарпия – самосозревание плодов в почве. У ряда фиалок и арахиса после оплодотворения, благодаря геотропическим движениям плодоножек завязи зарываются в почву, где и происходит рост и созревание плодов.
Растения с автохорными плодами составляют 20 – 30% от всех цветковых растений.
2. Аллохория (греч. allos – другой) – распространение диаспор с помощью внешних факторов (ветра, воды, животных, человека).
1. Анемохория – распространение диаспор растений воздушными течениями, ветром.
Ветер самый распространненый фактор, но не всегда эффективный.
Основная масса семян и плодов переносится по воздуху. Некоторые распространяются двигаясь по снежному насту наподобие буера (семена сосны), некоторые по поверхности воды (плоды тростника), ряд растений перекати-поле переносятся ветром по поверхности земли и при этом рассеивают свои семена.
По способам переноса ветром выделяют 3 группы анемохорных растений.
1 группа. Растения с парящими семенами (парение предполагает долгий полёт семян в воздухе), что обеспечивается:
Малым весом семян (например, пылевидные семена грушанковых и орхидных);
Специальными парашютиками, волосками и хохолками-папусами (у сложноцветных и ивовых), которые обеспечивают:
Долгий полёт семени или плода;
Снижение этих семян и плодов обеспечивается гигроскопичностью парашютиков, волосков и хохолков.
2 группа. Растения с планирующими семенами (например, у клёна, ясеня, березы, вяза). Как правило такие растения имеют плоды с выростами и называются – крылатками . Летят по снижающейся траектории, так как они более тяжелые чем парящие плоды и разносятся на меньшие расстояния.
3 группа. Растения с воздушными плодами-дирижаблями (например, пустынные бобовые имеют лёгкие вздутые плоды, переносящиеся ветром как дирижабли частично по воздуху, а частично по поверхности песка, воды и т.п.). (Джузгун, клевер земляничный).
2. Гидрохория - распространение диаспор растений с помощью воды.
Диаспоры гидрохорных растений имеют приспособления препятствующие смачиванию водой и => для их семян и плодов характены:
Несмачиваемость (восковый слой, густое опушение);
Высокая плавучесть (воздухоносные полости, слизистые чехлы и т.п.).
Гидрохория характерна для гидрофитов, растений морских побережий и речных долин (кувшинка, кубышка, рдест, кокосовая пальма, ежеголовник). Наиболее эффективно по дальности – разнос семян и плодов морскими течениями.
3. Зоохория – распространение диаспор животными.
Различают эндзоохорию, эпизоохорию и синзоохорию.
Эндзоохория - распространение семян при поедании животными сочных плодов. Семена проходят неповрежденными через пищеварительный тракт и выбрасываются с экскрементами. В умеренных широтах этот способ распространения семян очень характерен для птиц поедающих яркие, сочные, питательные плоды калины, рябины, черемухи, боярышника, приспособленных для этих целей. Семена таких растений часто имеют твердую, каменистую семенную кожуру.
Эпизоохория – пассивный разнос диаспор на теле животного. Диаспоры имеют специальные приспособления (прицепки, колючки, клейкие вещества – череда, липучка, лопух) или они очень мелкие и разносятся на перьях и лапах, прилипая к ним с грязью (например, подорожник).
Синзоохория – активное распространение, связанное с запасанием пищи. Диаспоры, снабженные специальными питателными придатками – ариллусами (у хохлатки, пролески, фиалок, клещевины, чистотела) растаскиваются муравьями – мирмекохория , или ореховидные диаспоры (у сосны сибирской, дуба, бука, лещины) распространяются (невольно) грызунами (белками, мышами, бурундуками) или птицами (сойками, кедровками), которые делают кладовые, о которых потом забывают, не находят и => благодаря им происходит восстановление лесов на вырубках и пожарищах.
4 . Антропохория – распространение диаспор растений, связанное с деятельностью человека.
Антропохория может быть преднамеренной (перевозка, высев, заделка семян культурных растений) и косвенной (через поливные воды, транспортные перевозки, случайно вместе с другими культурными растениями и фуражом, с домашним скотом). Различают 3 формы антропохории.
Антропохория
Агестохория Эргазиохория
Спейрохория
Агестохория – распространение растений транспортными средствами (не зависит от приспособлений к распространению у переносимых семян и плодов).
Преднамеренная агестохория – завоз культурных растений из других природных зон и континентов (у нас это прежде всего завоз культурных растений из Америки – картофель, кукуруза, томат, подсолнечник и т.п.).
Непреднамеренная агестохория – распространение диаспор заносных – адвентивных растений попутно с другими грузами (например, у нас в области вместе с шерстью из Сибири попутно занесли адвентивное растение – крапиву коноплёволистную).
Для агестохории харктерна большая дальность и быстрота распространения.
Таким образом в Америку из Евразии были завезены многие сорняки: бодяк полевой, овсюг, подорожник большой – «след белого человека», а в Европу из Америки – карантинные сорняки – амброзия, циклахена и др.
Сначала агестохорные растения заселяют полосы вдоль железных дорог, автотрасс, территории речных портов, а потом распространяются на окружающие территории.
Спейрохория – распространение диаспор растений путём их высева. => Характерна высокая степень специализации диаспор сорных растений. Спейрохория привела к отбору специфических засорителей наиболее древних культур (пшеницы, риса, льна, проса, гречихи) и выработки у сорных растений ряда приспособлений, из-за которых их семена с трудом можно отличить от семян культурных растений (явление мимикрии).
Очень похожи плоды-зерновки у овса и сорняка-овсюга, плоды у гречихи и сорной гречихи татарской, зерновки ржи и пшеницы и т.д.
Эргазиохория – распространение диаспор растений сельскохозяйственными орудиями и машинами при обработке почвы.
Эргазиохория свойственна для сорнополевых и ряда сенокосных растений и способствует распространению диаспор в пределах обрабатываемых угодий.
Таким образом, трудовая деятельность человека создает большие возможности для расселения семян.
По эффективности, дальности разноса все способы равноценны.
По массовости наибольшее значение имеет анемо- и зоохория.
Расселение растений всегда идёт в пространстве и во времени.
