растительного мира предусмотрела не только развитие и приспособленность к окружающей среде растений, но и выработала приспособление к эффективному распространению семян. Распространение семян и плодов необходимо растениям для того, чтобы они не конкурировали за ресурсы.
Пример 1
Например, если отросток появляется под материнским растением то, скорее всего, он погибает из-за недостатка солнечного света, или малоразвит.
Разнообразное строение плодов предоставляет различные способы распространения. Распространение осуществляется при помощи антропогенных, биотических и абиотических факторов. Исходя из этого, существует четыре способа распространения плодов и семян:
- Животные и человек;
- Ветер;
- Вода;
- Самораспространение.
Многие плоды способны распространятся несколькими из способов.
Распространение плодов и семян животными
Замечание 1
Считается что животный способ распространение семян самый эффективный, поскольку человек и животные способны относить достаточно далеко от материнского места растения. Человек распространяет множество видов растений на все материки света.
Известно четыре варианта распространения семян.
Одним из вариантов - распространяются сухие плоды . С помощью мелких крючочков, зацепок, колючек, семена крепятся к шерсти животных и попадают на одежду человека. Таким образом, семена мигрируют вместе с животными и человеком. Семена растений, оказавшись на новом месте и при благоприятных условиях, прорастают. Например, череда, подмаренник, лопух, верблюжья колючка и другие цепкие растения.
Второй вариант распространения осуществляется сочными плодами . Животные, поедая сочные плоды, не перерабатывают семена плодов, и таким образом семена оказываются на другом месте. На пример растения образующие сочные съедобные плоды, ягоды, яблоки, вишни, рябина, бузина и др.
Третий вариант существует благодаря запасам плодов грызунов . Забытые или потерявшиеся не съеденные плоды грызунов распространяются. Например, орехи, желуди, злаковые растения.
Четвертый вариант присущ человеку . Переезжая на дальние расстояния человек, перевозит большие грузы и вместе с ними случайно перевозятся семена и мелкие плоды растений с одного континента на другой. Так же человек может специально перевести на свою родину плод или семя растений для дальнейшего его выращивания. Так в Европу, например, были завезены с других материков картофель и табак. Примеров такого распространения очень много.
Распространение плодов и семян ветром
Семена и плоды приспособлены к полету благодаря их легкости. От этой способности зависит расстояние полета семени или плода. Кроме их массы расстояние преодолевается при помощи летательных образований, которые увеличивают площадь плода. От большого объема поверхности плода и его маленькой массы, зависит его легкость полета.
Летательные образования представлены летучками и крылатками. К летучкам относят плоды с пушистыми образованиями или парашютики. Например, тополь, ива, хлопчатник, одуванчик и др. крылатки имеют пленчатые выросты, они достаточны большие, что с легкостью осуществляется полет плода. Плоды-крылатки характерны для деревьев, например, клен, береза, ясень.
Распространение плодов и семян водой
Водой распространяются соответсвенно водные растения, а также те растения, которые растут над водой вдоль берегов. Плод приспособлен к плавучести при помощи образования воздушных полостей внутри него. Например, в волокнистой части кокоса находится много воздуха, поэтому кокосы не тонут и достигают соседних островов. Губчатым плодом окружены семена кувшинок, что не дает им утонуть. Так же при помощи воды распространяются осока, ольха.
Самораспространение семян плодами
Такой способ характерен для раскрывающихся сухих плодов, при созревании они сами обеспечивают разброс семян. В некоторых случаях семена выталкиваются с силой. Так ветром, от созревшей коробочки, которая вскрывается и колышется, рассыпая семена, распространяются растения, например, фиалки, мак. Именно коробочка приспособлена для самораспространения, а ветер играет лишь второстепенную роль.
Распространения растений имеющих плод боб осуществляется при помощи его созревания, высыхания, скручивания и, в конечном итоге, растрескивания по шву, что способствует разбрасывания семян. Так распространяются акация, люпин, бешенный огурец, недотрога.
Замечание 2
Самораспространения по отношению с остальными способами, считается не эффективным. Поскольку, от родительского растения семена не отлетают.
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.
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.
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.
