Борис Миркин - Что такое растительные сообщества

Говоря о половой структуре ценопопуляций, я упоминал хвощи, у которых одна и та же спора может в зависимости от условий превращаться в мужской или женский заросток. Здесь мы также возьмем пример из области изучения споровых растений (еще в начале столетня за интимный и трудноуловимый характер размножения их, противопоставляя цветковым растениям, называли тайнобрачными). У таких плаунов, как селагинелла или папоротники сальвиния и марсилия, не продуцируется то гигантское количество спор, которое могут дать хвощи, бросающие свое потомство на ветер в прямом и переносном смысле. У этих растений формируется сравнительно немного крупных спор (макроспор) с объемом в десятки раз большим, чем у равноспоровых хрящей. По этой причине развивающийся на их основе женский заросток обходится родительскому организму энергетически дорого, но это окупается высокой вероятностью его выживания за счет данных ему впрок запасов и потому известной автономности от среды.

Наряду с макроспорами, которые имеют необходимый запас питательных веществ на первые периоды жизни нового организма, у этих споровых (их называют разноспоровыми) образуются мужские споры (микроспоры), функция которых лишь чисто генетическая, и потому они лишены запасов и остаются мелкими. Таким образом, у равноспоровых растепий при продуцировании спор и у разноспоровых — микроспор проявляется стратегия типа r, а у разноспоровых при продуцировании макроспор — стратегия типа K.

Мы условимся различать пять типов стратегий.

K — виоленты. Этот тип стратегий может проявиться только в условиях, когда среда достаточно стабильна и не подвергается нарушениям и в то же время благоприятна. Типичные примеры группы К — бук, дуб, ель. Для этих видов характерна морфологическая реакция на ухудшение условий или на их улучшение, т. е. растения растут лучше или хуже, но не проявляют каких-либо особых физиологических или биохимических механизмов для обитания в условиях стресса. Численность их регулируется механизмом обратной связи в зависимости смертности от плотности. В дубовом лесу появляется столько новых взрослых особей, сколько отмирает деревьев, претенденты же на попадание в древесный ярус пребывают в состоянии всходов, невысокого подроста (так называемый банк проростков) и если им не удается дождаться своего места под солнцем, то они отмирают. Виоленты, как правило, не обладают банком семян в почве, так как у них в этом нет необходимости. Это растения, "уверенные в своем завтрашнем дне", и чаще их семена распространяются животными. В то же время виоленты не приспособлены к условиям нарушений, так как их семенная продукция сравнительно невелика и они не могут конкурировать с полчищами бродяг, которые при ослабленной конкуренции уже не страдают от основного изъяна своей стратегии — неумения уживаться с прочими видами в едином сообществе — и получают полное преимущество.

S — экотопические патиенты— как правило, многолетние виды, приспособленные к перенесению стресса, вызываемого условиями внешней среды,- растения тундр, высокогорий, пустынь, злостных солончаков, затененных мест и т. д. Это растения-подпольщики, характерная особенность которых — особый тип "скаредной" экономии и умение решать свои жизненные проблемы за счет самых ограниченных количеств ресурсов. Виды сухих местообитаний разрабатывают целые бастионы средств защиты от иссушения. В этих бастионах — и толстая оболочка — кутикула, и восковой налет, и опушение, и, наконец, совершенно потрясающий по остроумию и эффективности вариант фотосинтеза, развивающийся у кактусов,- кислый метаболизм. Об этой хитрости патентов стоит особо сказать несколько слов.

Как известно, для фотосинтеза необходим углекислый газ, чтобы заполучить его, необходимо приоткрыть устьица — вентиляционные окошечки в оболочке листа. Однако если открыть устьица в период солнцепека, когда поступает солнечная энергия, необходимая для фотосинтеза, то одновременно с приобретением углекислого газа происходит потеря воды через испарение (транспирацию). По этой причине растение попадает в весьма затруднительное положение, которое эволюция решила следующим образом: некоторые пустынные растения приноровились открывать устьица ночью, когда сравнительно прохладно и плата за углекислый газ потерей воды на транспирацию сравнительно невелика. Захваченный углекислый газ запасается — связывается в углекислоту, и днем, когда появляется необходимая для фотосинтеза солнечная энергия, растение продуцирует органические вещества за счет этих запасов углекислоты. Устьица остаются закрытыми.

Не менее любопытны приспособления к стрессу холода и бедности питательными веществами у растений тундр — их листья многолетние, зимующие под снегом, а перед их опадением питательные вещества отсасываются в стебель.

Весьма любопытна экологическая группа растений — патиенты теневых местообитаний. Обычно в расщелинах скал растут папоротники. Мне припомнился любопытный случай встречи с теневыми патентами, о которых самое время рассказать на этой странице книги.

Однажды В. Н. Голубев, не только блестящий знаток флоры и растительности Крыма и оригинальный биоморфолог, но не менее компетентный специалист в вопросах истории архитектуры и живописи, предложил мне посмотреть старинные развалины пещерного города Эски-Кэрман, находящиеся в Крыму недалеко от Бахчисарая. Пещерный город был создан еще в V-VI вв. нашей эры и в настоящее время его надземные постройки превратились в груды камней, а подземные представляют разного рода гроты, пиши и погреба с круглыми, как отверстия канализационных колодцев, входами. Когда мы подошли к одному из таких колодцев, Виталий Николаевич спросил: "Хотите посмотреть мою личную оранжерею папоротника листовника саламандрового?"

Папоротник этот — довольно редкое растение расщелин скал — отличается крупными листьями с цельными краями, за что его называют еще тещиным языком, и, естественно, я не отказался от возможности посмотреть его в природе, да еще в "персональной оранжерее" профессора Голубева.

Я сунул голову в один из колодцев и вначале ничего не увидел, так как после яркого солнца, которое испепеляло территорию бывшего города, ныне заросшую кизильником, пламенеющим спелыми ягодами, глаза не сразу привыкли к темноте. А затем я разглядел мощные растения листовника, которые действительно занимали всю поверхность пола каменного мешка глубиной 2,5-3 м. Света папоротник получал не более чем 2% от того, что перепадал кизильнику, и тем не менее его скаредная экономика позволяла ему чувствовать себя прекрасно, тем более что конкурентов на такие "жалкие харчи" у него не было!