III. Приспособления к жизни
- Библиотека:
- Тематический:
Знакомясь с каждым из более распространенных водных растений в отдельности, мы видели уже наиболее яркие черты приспособлений его к жизни в водной среде. Теперь мы должны сопоставить наши наблюдения и попытаться прийти к некоторым общим выводам. Водная среда одновременно влияет и на форму растительных органов, и на их жизненные отправления; одно и другое находится в тесной зависимости, поэтому необходимо говорить сразу о том и другом.
Первое, что сказывается на жизни и строении водяных растений, это самая водная среда; вода со всех сторон окружает растения, погруженные в нее, и служит основанием, так сказать пьедесталом, для растений, плавающих на ее поверхности.
Выражается это прежде всего в усиленном росте по сравнению с ростом наземных растений; так, если мы будем сравнивать водную и наземную формы лютиков или болотников, то увидим, что водные формы гораздо скорее растут и вырастают в крупные экземпляры, тогда как наземные остаются карликами.
Вспомним также чрезвычайно быстрый рост водяной заразы, ряски и некоторых других.
Вместе с таким быстрым ростом является угнетение полового процесса, и размножение сводится исключительно к вегетативному; это и понятно; если рост и вегетативное размножение идут так успешно, то половое размножение уже теряет свое значение; примеры—водяная зараза, ряски, телорез.
Жизнь в водяной среде обусловливает иные условия, принятие питательных веществ и перенос их по органам растения проходит совершенно иначе, чем у наземных растений. Для большинства водяных растений
корни совершенно не имеют значения органов поглощения питательных веществ, так как это поглощение может происходить поверхностью всего растения; таким образом, большей частью корни являются лишь органом прикрепления или же вовсе не развиваются; в некоторых случаях, как, например, у рясок, корни служат преимущественно органом равновесия, способствующим плаванию растения на поверхности водоема.
Отсутствие потребности в прохождении воды от корневой системы к листовым органам вызвало в водяных растениях недоразвитие древесины в сосудистых пучках, которая в одних случаях (например у роголистника) даже и не закладывается вовсе, а в других случаях недоразвивается.
Обилие воды, облегчая некоторые отправления растения, в то же время грозит ему некоторой опасностью, именно подвергает растение риску выщелачивания из него необходимых ему веществ. Для защиты от этого водяные растения выработали приспособления в виде выделения слизи, которая у очень многих из них выделяется особыми железками. Эта слизь имеет и другое значение для растений, так как она служит защитой от высыхания их в случае внезапного понижения уровня воды; эта слизь в некоторых случаях, как, например, у рогоза, может служить для уменьшения внутреннего трения органов растения друг о друга. Механическая ткань у водяных растений наоборот, редуцирована или не развивается вовсе, так как вода лучше поддерживает тела, чем воздух. Так как главное напряжение водяным растениям приходится испытывать в виде натяжения, а не изгиба, то механическая ткань, где она имеется, соответственным образом сосредоточена в виде центральных тяжей.
Большое внимание на строение и отправление водных растений имеют особенности газообмена в водной среде. Водное растение усваивает углерод из той углекислоты, которая находится в растворе в воде, и дышит растворенным в ней кислородом.
В этом отношении существует огромная разница по сравнению с жизнью в воздушной среде. С одной стороны, абсолютное количество воздуха, растворенного в воде, крайне невелико: в литре воды (т.-е. в 1000 куб. сантиметров) растворено всего лишь 20 — 30, и в редких случаях до 50 куб. сант. воздуха; с другой стороны, состав этого воздуха, растворенного в воде, сильно отличается от того, который нас окружает. В растворенном воздухе почти в два раза больше кислорода и в 17 раз больше углекислоты, чем в воздухе, нас окружающем, а именно углекислота и является особенно нужной для растений. Незначительное количество растворенных в воде газов сказывается особенно неблагоприятно на растительности стоячих вод, где поступление в раствор новых газов идет особенно медленно.
Очевидно, что для водяных растений совершенно ненужными окажутся устьица, так как газообмен будет происходить по всей поверхности водяного растения, не прикрытого к тому же кутикулой. Мы видим почти у всех водяных растений отсутствие устьиц, и только на верхней поверхности листьев, плавающих на поверхности воды, устьица развиваются в значительном числе. В тех случаях, когда растение имеет и наземную и водную форму, мы видим устьица на наземной форме, но не замечаем их на водной форме.
Очень ярким приспособлением к уловлению большего количества газов из раствора является увеличение поверхности листовой пластинки, выражающееся в расчленении ее на мельчайшие, тонкие нитевидные участки. Это явление мы видели у очень многих растений, при чем иногда все листья были тонко рассечены (уруть, роголистник, турча и др.), в других же случаях верхние листья были дельными или мало рассеченными, а нижние сильно рассеченными (поручейник, лютик водный).
Подобное же значение увеличения поглощающей поверхности листа имеют и те подводные ремневидные листья, которые на ранней стадии развития мы встречаем у некоторых растений: частухи, стрелолиста и др. Позднее, при более мощном развитии растения, поднимающегося над поверхностью водоема, эти листья сменяются нормально развитыми, построенными по обычному типу.
Наконец, огромное значение для увеличения усваивающей поверхности имеют те воздухоносные полости, которые мы видим у многих водяных растений (камыш, нимфеи и др); циркулирующий в этих полостях воздух является источником необходимой для растений углекислоты.
Говоря об отношении водяных растений к свету, необходимо прежде всего отметить чрезвычайно быстрое уменьшение количества света по мере погружения в воду. Уже на глубине 5—7 метров количество света так мало, что жизнь высших растений становится почти невозможной.
Естественно, что недостаток света сказывается во многом на организации водных растений, и потому нам приходится встречаться с явлениями, напоминающими этиолирование (т.-е. вырастание побегов в темноте), как, например, у водяного ореха его нижнее междоузлие; подводные листья водяных растений нередко напоминают теневые листья наземных растений, и те же ремневидные узкие листья частухи и стрелолиста отчасти, быть может, представляют результат недоразвития из-за недостатка света.
В листьях многих водяных растений мы не видим разницы между палисадной тканью и губчатой паренхимой, кутикула отсутствует, в кожице находятся зерна хлорофилла, и она является органом усвоения. Очень сильное освещение, которому случайно подвергаются водяные растения, действует на них так же губительно, как и на теневые наземные растения.
Замечательные приспособления видим мы у водяных растений по отношению к температурным условиям. Мы уже видели, что в общем жизнь водяных растений подчиняется несколько иному температурному режиму по сравнению с наземными: здесь весной и летом холоднее, чем на воздухе, зато зимой теплее подо льдом, в незамерзшей воде. Это позволяет некоторым из водяных растений зимовать без всяких приспособлений, опускаясь на дно водоема, как ряска, или же продолжая свое существование на дне, как болотники, некоторые рдесты. В большинстве случаев однако значительная часть растений на зиму отмирает, и сохраняется лишь какая-либо часть его. Такой частью является в некоторых случаях корневище, например, у рдеста плавающего, кувшинки, кубышки.
Реже перезимовывает растение в виде клубня: таковы стрелолист и рдест гребенчатый. Чаще всего растение перезимовывает в виде особых зимующих почек, которые представляют собой укороченные побеги, с сильно скученными укороченными листьями. Такие побеги, опускаясь на дно, весной дают начало новым особям. Мы видели их у пузырчатки, водокраса, ряски многокоренной и ряда других.
Немногие из водных растений являются однолетниками и перезимовывают в виде семян. Таковы шильник, наяда малая, один из видов повойничка.
Таковы главнейшие особенности строения водяных растений, вызываемые влиянием водной среды. Проследить их экскурсионным путем по отношению ко всем водяным растениям в наших условиях — вот ближайшая задача для экскурсантов-исследователей. За этой задачей возникают и другие, именно — проверка опытным путем тех заключений, которые мы делаем путем наблюдений.