Занимательная ботаника

Рис. 18. Диатомовые водоросли (сильно увеличено).

Говоря о диатомеях, нужно, конечно, иметь в виду не только одно разнообразие и красоту форм этих маленьких растений. Оказывается, что диатомовые, которые живут в верхних слоях воды различных водоемов, рек, морей и океанов, образуя планктон, являются подчас единственным кормом рыб и их мальков. Ученые изучают планктон, его развитие и строение и таким путем определяют места наилучшего улова рыбы.

В прежние эпохи истории Земли диатомовые достигали местами такого значительного развития, что сохранившиеся в ископаемом состоянии остатки их крепких панцырей образовали настоящую горную породу почвы из чистого кремнезема, которую человек теперь применяет в различных целях (например, при изготовлении динамита).

4. Самое маленькое цветковое растение

Может быть, вам, читатель, мало интересны эти растительные пигмеи, которых можно видеть только в микроскоп; может быть, вы предпочитаете хоть и более крупных пигмеев, но из «настоящих» растений, из растений с корнями, стеблями, листьями и цветами? Познакомимся мельком с некоторыми из таких пигмеев.

Какое из цветковых растений меньше всех на свете? Прежде чем определенно ответить на этот вопрос, вспомним одно крошечное растение, отлично всем знакомое – вспомним обыкновенную мелкую ряску (Lemna minor), своими кругленькими листиками иногда сплошь покрывающую поверхность стоячей воды в прудах, в лужах, в болотистых заводях, в канавах и пр. Все растение состоит из листика и единственного погруженного в воду корешка. Мы будем попросту говорить «листик», хотя ученые ботаники доказали, что это совсем не листик, а сплюснутый стебель. Пусть будет так; это нам не так важно.

Ряска весьма быстро может размножаться. У краешка листика вырастает новый листик, который затем отделяется и начинает самостоятельную жизнь. Ряска – растение ц в е т к о в о е; но видели ли вы когда-нибудь ряску с цветами? Она цветет очень-очень редко.

Рис. 19. Ряска малая (Lemna minor) и вольфия бескорешковая (Wolfia arrhiza): а – ряска, увеличенная в 10 раз, б – вольфия, увеличенная в 10 раз, в – схематический разрез цветущей вольфии, увеличено в 10 раз, г – вольфия в натуральную величину.

Помню, в давнишние времена моих мальчишеских увлечений ботаникой мне страстно хотелось найти цветущую ряску. Меня особенно подзадоривал рассказ отца про одного знаменитого ботаника, который несколько лет понапрасну искал цветов ряски, а потом нечаянно наткнулся на прудик, сплошь покрытый цветущей ряской. Много разных растительных редкостей удавалось мне находить в то время, но цветущей ряски, несмотря на все старанья, я так и не нашел. Мало того, гораздо позднее, уже взрослым человеком, я иногда, вспоминая прежние неудачи, часами перебирал несметные количества рясок, но никогда ни одного цветочка не находил. Раза два-три в жизни видал их цветы, но только в гербариях. Как выглядят цветы ряски? На краешке листика вырастает крохотная чешуйчатая колбочка, из которой торчат рыльца и две тычиночки. Все это в булавочную голову величиной. Это и цветком-то как будто бы совестно назвать, но ботаники считают это даже не просто цветком, а целым соцветием из одного женского и двух мужских цветов!

Самое мелкое в свете цветковое растение сходно с ряской, но только еще примерно вчетверо меньше. Называется это растение – вольфией, или ряской бескорешковой (Wolfia arrhiza). Крохотные листочки ее сверху плоские, а снизу выпуклые. Корешка нет. Цветочек вроде как у нашей ряски, но всего с одной тычинкой. У нас в районе Москвы вольфия не встречается, но южней, на Украине, она водится довольно часто и, как и наша ряска, иногда сплошь покрывает стоячие воды. Если вам, читатель, приведется где-нибудь под Киевом или под Харьковом встретить заросли вольфии, не советую вам стараться найти цветочек. Даром время потеряете! Вольфия, занесенная к нам из теплых стран, как полагают ботаники, никогда не цветет в Европе.

5. Альпийские растения

Боюсь, что вольфия вам мало понравилась. Какое же это «настоящее» растение, какие же это «настоящие» цветы! Возьмем растения покрупней, но зато уж самые «настоящие», и все-таки заслуживающие прозвища пигмеев. Очень много разнообразных красиво цветущих растений весьма небольшой высоты можно встретить среди высокогорной «альпийской» флоры: на Кавказе, в Средней Азии, в горах Сибири, в Альпах Западной Европы и т. д. Эти растения приспособились к жизни вблизи границы вечных снегов; они успевают цвести и приносить плоды за ту очень недолгую пору, когда они освобождаются из-под снега. Розетка прикорневых листьев, очень коротенький стебелек и немного крупных ярких цветов, часто всего на два-три сантиметра возвышающихся над почвой; некоторые же из таких растений приносят всего только по одному цветку. На рисунке 20 изображена для примера одна из альпийских генциан, или горечавок (Gentiana). Ее ярко-синий цветок во много раз длиннее стебелька и кажется растущим прямо из земли. Другой рисунок (рис. 21) представляет в натуральную величину экземпляр горной формы одуванчика. У него цветок всего на 2 сантиметра возвышается над землей. Припомним еще одну из ив, растущих в высокогорных областях и в холодной тундре. Это – уже древесное растение: его стебель многолетний; но как не идет название «дерева» или даже «кустарника» к этим стелющимся по земле стебелькам, от которых веточки с сережками цветов лишь сантиметров на пять поднимаются вверх!

Рис. 20. Высокогорная генциана в натуральную величину.

Рис. 21. Горная форма одуванчика (Taraxaam officinale) в натуральную величину.

В современную нам эпоху такие ивы-пигмеи встречаются лишь в полярных областях да на высоких горах; но в так называемые ледниковые эпохи, когда полярные льды продвигались далеко по направлению к экватору, передвигались вместе со льдами и карликовые ивы. Еще более поразительна, быть может, карликовая береза (Betula nana), растущая в полярной и высокогорной тундре. Нередко где-нибудь на побережье Северного полярного моря можно в таком «березовом лесу» собирать грибы, которые… ростом выше самих березок[22 - Интересно, что в некоторых селениях приполярного Урала такие грибы и называют «надберезовиками». Это, конечно, полностью соответствует действительности.].

Остатки этих карликовых ив и березок на различных глубинах торфяных болот находят во множестве в таких местах, где самая ива и березка давным-давно исчезли. Помимо более крупных остатков, в торфе сохранилось очень много пыльцы цветов различных видов ивы. В недавнее время было произведено тщательное исследование пыльцы древесных растений в торфяниках различных стран на различных глубинах. Долгая, кропотливая работа ученых увенчалась успехом; удалось выяснить многие вопросы о распространении ив в разные эпохи, а вместе с тем восстановить некоторые новые подробности истории передвижения льдов.

Рис. 22. Высокогорная ива (Salixherbacea) в натуральную величину.

Рис. 23. Старая сосна-карлик, выращенная в горшке.

6. Японские деревца

Карликовые ивы и березы – курьезны, но никак не могут быть названы красивыми. Если искать красоты среди деревьев-пигмеев, то лучше всего, пожалуй, обратиться к тем крошечным деревьям разных пород, которые с большим искусством умеют выращивать в Китае и Японии. Даже не любя садоводных фокусов, нельзя не восхищаться своеобразным изяществом развесистых деревьев, которые за 60, за 80 да и за все 100 лет, посаженные в цветочный горшок и постоянно подрезаемые, вырастают не более 30–40 сантиметров ростом.

Еще о пигмеях

…О Волга! колыбель моя!

Любил ли кто тебя, как я?

    Н.А. Некрасов

Волга цветет

Слышали ли вы, юные читатели, о том, как «цветет Волга?» Признайтесь, не покажется ли вам даже странным такой несуразный вопрос? Представить себе цветущей Волгу, с ее голубыми широкими просторами, с ее могучими волнами, которые величаво катит она к далекому Каспию, с ее зелеными берегами и бархатисто-сыпучими песчаными отмелями, надо как будто бы чересчур много и фантазии и излишней смелости. Вспомните, как часто приходилось вам проезжать по реке в самой обычной лодке в тихий летний вечер, когда Волга бывает тиха и спокойна. Как звонко в такие вечера булькала вода, разрезаемая острым носом лодки, создавая своеобразную музыку, столь хорошо знакомую каждому истому волжанину с малых лет!.. Так неужели эта чистая и тихая волжская гладь цветет? Неужели весла которые опускаете вы в гладкую поверхность реки, опускаются в цветущую воду? Так ли это? Да, юные друзья, это именно так! Конечно, это не надо понимать в том смысле, что здесь под спокойной гладью реки растут какие-то подводные луга, что от нашего взора спрятались под водою какие-либо ряски, белые нимфеи или зеленые рдесты, – таких растений, разумеется, здесь нет и в помине, но зато здесь, в текущей речной воде – свой своеобразный мир пигмеев, мелких, микроскопических растений, которые мы сможем увидеть с вами только «вооруженным глазом» – через микроскоп.

Микроскоп вошел теперь в жизнь каждой лаборатории, стал необходимым инструментом для всякого биолога и для каждой школы. Самый простой школьный микроскоп открывает совершенно новый мир перед нами; мир невидимых простым глазом «наших врагов и друзей», которые широко и обильно населяют океаны и моря, озера и реки, воздух и почву, живут иногда массами на ледниках и пловучих льдах, по безжизненным скалам и в горячих ключах… Вот о таком-то населении волжской воды и позвольте вам, юные друзья, рассказать! Для вылавливания микроскопически мелких растений, которые свободно плавают не прикрепленными ни к каким предметам, в толще воды (такие растения вместе с такими же микроскопически мелкими животными, как вы уже знаете, называют «планктон»), пользуются особыми сетками.

Планктонные сетки чаще всего имеют коническую форму и делаются обычно из шелка, употребляемого для изготовления мельничных сит. Сетка состоит из металлического латунного кольца диаметром до 25 см, к которому прикреплен сшитый конусом мельничный шелк. Ко дну сетки надо прикрепить аптечную баночку из-под мази, верхний край которой имеет перетяжку. Обрезав конец конуса так, чтобы диаметр отверстия был равен диаметру стаканчика, привязывают сетку к горлышку банки.

Под металлическим кольцом в сетке на равном расстоянии друг от друга проделывают три небольших отверстия и продергивают через них три коротких шнура, сходящихся над центром отверстия в одной точке. Здесь их скрепляют вместе «уздечкой», связанной с длинным шнуром «линем».

Вооружившись такой сеточкой и пропустив через нее большое количество волжской воды, мы много раз добывали планктон в Волге около г. Горького[23 - В 1990 году городу было возвращено наименование Нижний Новгород (http://ru.wikipedia.org/wiki/ (http://ru.wikipedia.org/wiki/)). – Прим. изд.], а потом, взяв микроскоп, рассматривали свою добычу, исследуя ее, по возможности, с большим увеличением. Изумительная по изяществу картина открывалась перед нами!

Много мельчайших планктонных животных снуют в самых различных направлениях в освещенном «поле зрения» микроскопа; в огромном количестве всюду как бы разбросаны микроскопические растения – водоросли, то, чаще, буро-желтые, то бесцветные, то, реже, с ярко-зеленой окраской или с нежно-голубоватым оттенком.

Среди этих невидимых простым глазом обитателей «волжской цветущей воды», конечно, надо поставить на первое место известные уже вам диатоме и, или кремнеземки. Они неизменно господствуют в волжской воде в течение всего года и особенно летом и осенью, когда некоторые из диатомей достигают необыкновенно пышного развития. К планктонным диатомовым, которые встречаются только плавающими в массе воды, нередко присоединяются еще и некоторые такие их виды, которые ведут донный образ жизни и прикрепляются к каким-либо донным или прибрежным, погруженным в воду предметам. Они отрываются от них и уносятся токами воды в различных направлениях, присоединяясь к планктонным организмам и превращаясь таким образом тоже в вечно блуждающих «бездомных странников» водной стихии.

Оригинально и удивительно строение диатомовых – этих одноклеточных растений, живущих или одиночно, или целыми колониями. Размеры диатомей вовсе ничтожны. Самые крупные из них едва достигают 400–500 микронов в длину, а микрон – это ведь

/

миллиметра, т. е. наиболее крупные диатомеи не превышают по своим размерам полумиллиметра. На одной обыкновенной почтовой марке самых крупных из них уместится около 5000 штук, а на простой почтовой открытке – более 150 000.

Но это же настоящие гиганты в этом мире пигмеев! Обычно же наши пресноводные диатомеи и того мельче, достигая в своей длине 130–150 микронов: таковы, например, пиннулярии, имеющие в длину 50-140 микронов и всего 7-13 микронов в ширину; таковы и обычные волжские водоросли – мелёзиры, в длину едва достигающие 20–25 микронов, а чаще и того короче. Вот таких пиннулярии на одной почтовой марке уместится уже до 175 000 штук, а самых крупных мелёзир – около 2 000 000; сколько же таких пигмеев можно разместить на почтовой открытке или одной страничке какого-либо вашего учебника? Сосчитайте-ка сами, и вы получите совсем «астрономические» числа!

Рис. 24. Мелёзира (сильно увеличено).

Рис. 25. Сурирелля (сильно увеличено).

Даже самые крупные из наших волжских диатомей – сурирелли имеют в длину 350–400, а в ширину 125–150 микронов; а это ведь подлинные великаны среди остальных микроскопических обитателей «цветущей» волжской воды, но и их на почтовую марку влезает около 6000 особей.

Нечего говорить, что и по весу все эти водоросли совсем ничтожны, но, развиваясь в воде массами, они образуют там довольно изрядное население. Мы не подсчитывали точно количество диатомей в наших волжских пробах, но вот какие данные об этом известны в науке. В июне-июле в одном литре воды пресных водоемов количество диатомей достигает иногда двухсот миллионов особей, составляя в сыром виде более 70 граммов по весу. Очень обильны диатомеи также в сентябре-октябре, когда их в одном литре воды можно насчитать более ста миллионов.

Рис. 26. Астерионелля (сильно увеличено).

Рис. 27. Табеллярия (сильно увеличено).

Любопытно, что летом в речной воде преобладают одни формы диатомей, а осенью – совсем другие; так, летом в наших пресных водах после спада вешних вод наиболее пышно развиваются изящные колониальные звездочки – астерионелли, количество которых в отдельных пробах достигает 134 миллионов в одном литре воды, а число табеллярий в такой же пробе превышает 62 миллиона.

Однако совсем не та картина открывается при исследовании осеннего планктона: в сентябре-октябре астерионелли и табеллярии отходят на второй план, делаясь очень редкими в пробах воды, но зато нитчатые, колониальные мелёзиры развиваются особенно пышно, достигая почти ста миллионов штук в одном литре воды.

Астерионелли – для лета, а мелёзиры – для осени так характерны для Волги около г. Горького, что можно даже летний планктон Волги так и называть «астерионеллевым», а осенний – «мелёзировым» планктоном.

Если к диатомеям волжской «цветущей» воды присоединить еще различные зеленые и сине-зеленые водоросли и бурые перидинеи, то, как видите, эта компания микроскопических растительных обитателей Волги и довольно разнообразна, и образует довольно порядочное население по числу, да и по весу.

Прозрачная волжская вода цветет десятками-сотнями миллионов невидимых простому глазу растений; одни из них приходят на смену другим, одни «отцветают», другие «зацветают». Это совсем сходно с тем, что мы привыкли видеть в лесу, на лугу и в поле. Многие из вас знают, когда и где именно надо собирать медуницы и баранчики, ландыши и незабудки, васильки и ромашки. Так и в волжской «цветущей» воде: в июне там много астерионелль и сине-зеленых, осенью – мелёзир и астерионелль, зимой – мелёзир и т. д. Различие здесь только, пожалуй, в том, что лес, луг и поле зимой погружаются в период покоя и собирать там крупные цветущие растения не удается; ну а волжская вода цветет круглый год, и каждая проба воды, даже взятая из-подо льда, приносит богатое и разнообразное население живых растительных организмов.

Но можно ли, в самом деле, скажете вы, даже и сравнивать в какой-либо степени – ничтожные диатомеи или еще более мелкие сине-зеленые водоросли с нашими чудесными растениями лесов и полей? Сколько изящества, сколько красоты в скромном букете из ландышей, сколько прелести в простых венках из васильков и ромашек!

Где же со всем этим богатством красок и форм спорить невзрачным диатомеям и их спутникам – зеленым и сине-зеленым водорослям? Однако и здесь микроскоп открывает нам удивительные и весьма поучительные вещи; в этом отношении и здесь на первом месте следует поставить те же диатомеи.

Диатомеи – одноклеточные растения; тело их состоит всего из одной клеточки. Рассмотрите внимательно при большом увеличении микроскопа хотя бы обычную нашу пиннулярию, и, прежде всего, вы сможете отметить, что вся водоросль в живом состоянии окрашена в буровато-желтый цвет, потому что внутри клеточки ее, кроме зеленого красящего вещества, имеется еще особое желтоватое вещество – диатомин. Когда клетка диатомеи отмирает, диатомин легко извлекается из нее водой, и мертвая водоросль окрашивается тогда в зеленый цвет.