Какие деревья просыпаются первыми весной. Как растут листья на деревьях? Накопление питательных веществ
Открывающим сезон цветения у деревьев является ольха. Соцветия ее невзрачны, но все же в период массового цветения они непременно обратят на себя внимание, если мы будем в это время проходить где-нибудь по берегу ручья или у оврага, где обычно встречаются ольхи. Еще издали можно заметить рыжеватый оттенок кроны дерева. Подойдя ближе, мы увидим большое количество поникших сережек, которые при малейшем постукивании по стволу или дуновении ветра будут выбрасывать целые облака желтой пыли. Кроме этих сережек, мы найдем на ольхе также многочисленные черные шишечки. В то время как сережки представляют собой мужские соцветия ольхи, эти шишечки являются прошлогодними женскими соцветиями, которые все еще продолжают висеть на дереве и опадают лишь к началу лета.
Почти одновременно с ольхой ранней весной, когда еще в глубине леса лежат сугробы снега, зацветает на опушке, на припекаемых солнцем склонах лещина, или орешник, обычный и все известный в наших лесах кустарник. Впрочем, орешник популярен лишь осенью, когда созревают его плоды; весной на него никто не обращает внимания, особенно когда он стоит в безлистном состоянии. Между тем как раз в это время он, пожалуй, и наиболее интересен в биологическом отношении. Цветение орешника принимается некоторыми фенологами за начало третьего периода весны, которая в это время окончательно вступает в свои права.
Первый цветущий кустарник
Почти одновременно с ольхой ранней весной, когда еще в глубине леса лежат
сугробы снега, зацветает на опушке, на припекаемых солнцем склонах лещина, или
орешник, обычный и всем известный в наших лесах кустарник. Впрочем, орешник
популярен лишь осенью, когда созревают его плоды; весной на него никто не
обращает внимания, особенно когда он стоит в безлистном состоянии. Между тем
как раз в это время он, пожалуй, и наиболее интересен в биологическом отношении.
Цветение орешника принимается некоторыми фенологами за начало третьего периода
весны, которая в это время окончательно вступает в свои права. В это время обычно
уже устанавливаются теплые солнечные дни, снег быстро тает и пробуждение
растительного мира с каждым днем становится все заметнее. Если береза и клен
началом своего сокодвижения как бы улавливали первые проблески наступающей
весны, то скромные цветы лещины знаменуют собою ее полный разворот,
окончательную победу над зимой.
Раннее зацветание орешника, так же как и ольхи, возможно лишь благодаря заблаговременной подготовке его соцветий. В течение всей зимы на его ветвях мы наблюдаем мужские сережки, в которых имеются вполне сформированные цветочки. Они стойко переносят тридцатиградусные морозы, однако стоит им только начать свое развитие, как они уже становятся гораздо более чувствительными к понижению температуры и в период цветения они нередко страдают от заморозков. Строение мужских сережек орешника на первый взгляд напоминает уже знакомые нам сережки ольхи.
Развитие цветочной сережки весной происходит с исключительной быстротой. Как только пригреет солнце и повысится температура, сережки начинают трескаться, а стержень, на котором сидят цветки, растягивается и растет почти на глазах. Так, например, на срезанной ветке орешника во влажной камере стержень мужской сережки за сутки удлинился на целых 3 см. Быстрота растрескивания пыльников находится в тесной зависимости от степени влажности воздуха. В условиях влажной атмосферы открытие пыльников затягивается на несколько дней, если же перенести сережку в сухое место, оно наступает уже через полчаса. Это обстоятельство имеет большое значение в жизни растения. Оно позволяет ему как бы пережидать дождливую погоду и откладывать цветение до более благоприятного времени. Впрочем, в дождливую погоду уже раскрывшиеся щели пыльников обладают способностью вновь смыкаться. Это также значительно сокращает непроизводительный расход пыльцы. Количество пыльцы, выпускаемой орешниками в период цветения, огромно. Одна сережка его дает около 4 миллионов пыльцевых зерен, и если принять, что таких сережек на среднем кусте будет не менее сотни, а на самом деле значительно больше, то можно представить себе, какое колоссальное количество мельчайших пылинок носится весной в воздухе в наших лесах. Обратимся теперь к женским цветкам орешника. В отличие от мужских они зимой скрыты в почке и становятся заметными лишь весной, когда из чешуи появляются пурпуровые кисточки рылец.
Имеет ли какое-нибудь биологическое значение интенсивно-красный цвет рылец? Многие, вероятно, обращали внимание на то, что молодые листья, развивающиеся из почек весной, или ростки травянистых многолетних растений имеют ярко-красную окраску. Она хорошо видна на крупных ростках конского щавеля или на молодых листьях клена, вишни или дуба. Эта красная окраска объясняется наличием в тканях растений особого пигмента - антоциана, растворенного в клеточном соке. На нем мы еще остановимся более подробно в главе о листопаде, а сейчас укажем, что антоциану в настоящее время приписывается роль дополнительного улавливателя с вета. Поглощая зеленые и синие лучи спектра, он способствует повышению температуры в клетках, что в прохладное весеннее время имеет большое значение. Считается, что интенсивно-розовый цвет рылец орешника, так же как и пурпуровая окраска женских соцветий ольхи, ускоряет, таким образом, прорастание пыльцы на рыльцах, которое происходит более энергично в условиях повышенной температуры.
Когда закладываются почки у лещины
Развертывание листьев у орешника наступает значительно позже его цветения.
Лишь после того как мужские сережки отпылят, потемнеют, высохнут и начнут опадать
с ветвей, начинают распускаться почки, покрывая кустарник нежной зеленой дымкой.
Почему листовые почки распускаются значительно позже, чем женские цветочные
почки или мужские сережки? Почему с такой закономерной последовательностью идет
развитие нашего кустарника, сначала раскрывающего свои огромные цветки, а затем
одевающегося в свой зеленый наряд? Можно полагать, что у орешника, так же как
и у большинства других наших деревьев и кустарников, цветущих до распускания
листьев, развитие цветочных и развитие вегетативных почек — различные
стадии, для наступления которых требуются различные температурные условия.
Для развертывания вегетативных почек требуется значительно больше тепла,
чем для развития цветочных. Почки орешника, начав свое развитие, в
дальнейшем распускаются чрезвычайно быстро, так как в них все необходимые
части заложены уже с предыдущего года. Это формирование почек происходит
гораздо раньше, чем обычно себе представляют, и уже в середине лета у
большинства наших деревьев и кустарников на молодых побегах всегда можно
найти вполне сформировавшиеся почки. Так, например, 25 мая на молодых
растущих побегах орешника приходилось наблюдать почки, состоявшие из
6-10 чешуй. 10 июня на этих почках имелось уже 12-14 чешуй, но листовых
зачатков среди них еще не было заметно. Они появились в почках в начале
июля сначала в количестве одного или двух, а к 11 августа развились
следующие 2 - 3 листа.
Замечательно, что уже в это время в пазухах этих крохотных листьев под сильным увеличением можно было обнаружить мелкие почечки из двух-четырех чешуек. Эти зачатки почек должны, таким образом, дважды перезимовать, прежде чем начнут свое развитие. Вот какой длинный путь развития проходят почки орешника, прежде чем они станут заметными или мы обратим на них внимание!
Что представляют собой почечные чешуи
У большинства растений, например, у ивы, боярышника, шиповника и др., у
взрослых листьев мы можем различить три основные части — пластинку листа, которая
служит для светового питания растений, черешок, который поддерживает листовую
пластинку и прикрепляет ее к стеблю, и, наконец, прилистники. Прилистники имеют
обычно вид двух маленьких листочков, расположенных у основания листового черешка,
и назначение их не всегда бывает ясно с первого взгляда. Однако та значительная
роль, которую они играют в жизни растений, становится понятной весной, когда
почки на деревьях начинают развиваться. Оказывается, что у орешника, как и у
большинства наших деревьев и кустарников, почечные чешуи, играющие столь
существенную роль в жизни растений зимой, представляют собой не что иное, как
прилистники, которые в почке значительно опережают своим развитием
соответствующие им листья. У орешника прилистники опадают, выполнив свое
назначение, сразу после того, как разовьется побег, и летом их на побегах найти
уже невозможно. У липы это опадение прилистников в момент распускания листьев
бывает настолько заметно, что в липовых лесах весной вся почва под деревьями
бывает усыпана розоватыми или слегка позеленевшими почечными чешуями. У других
деревьев прилистники сохраняются в течение всей жизни растения. Они зеленеют и
принимают участие в ассимиляции. Однако не следует думать, что у всех наших
деревьев и кустарников почечные чешуи образованы прилистниками. Смородина совсем
лишена прилистников, и в ее почках чешуи представляют расширенные листовые
черешки. У конского каштана почечные чешуи являются видоизмененными листовыми
пластинками. В этом не трудно бывает убедиться в момент распускания его крупных
почек, где легко можно наблюдать все переходы между почечными чешуями и
настоящими листьями. Мы знаем теперь, что представляют собой почечные чешуи
у орешника. Посмотрим, как они устроены. Здесь есть одна любопытная
подробность. Если сделать через почечную чешуйку поперечный срез и посмотреть
ее под микроскопом, мы обнаружим внутри особую полость. Эта полость наполнена
воздухом, который, как известно, является очень плохим проводником тепла.
В результате этого увеличивается защитная роль чешуй, которые предохраняют
нежные листовые зачатки от резких колебаний температуры.
После того как побег орешника закончит свое развитие-цветение, развертывание ростовых почек, рост побегов и заложение новых почек, мы не заметим дальнейших существенных изменений. Тем не менее, летом происходят важные процессы созревания семян в оплодотворенных завязях и отложение запасных веществ в листовых почках и цветочных мужских сережках, что обеспечивает их развитие будущей весной.
Созревание семян у орешника происходит крайне медленно. Несмотря на то, что этот кустарник цветет чрезвычайно рано, плоды его полностью созревают лишь к сентябрю. Этим он резко отличается от других наших деревьев и кустарников, период плодоношения которых является значительно менее продолжительным. Особенно любопытно, что период созревания плодов у ивы и осины обычно не превышает месяца, тогда как у орешника он в среднем равен четырем месяцам. С чем связаны эти особенности плодоношения различных растений сказать трудно, впрочем, в дальнейшем мы еще частично вернемся к этому вопросу.
Наши ивы ранней весной
Ранней весной среди наших ветроопыляемых деревьев и кустарников, увешанных
скромными, невзрачными сережками, цветущие кусты ив еще издали привлекают к себе
внимание. В это время на сером, еще прозрачном фоне леса резко выделяются
ярко-желтые ивовые соцветия, густо покрытые липкой пыльцой и издающие тонкий
и приятный аромат. Впрочем, еще задолго до цветения многие ивы, особенно красная
верба, становятся достаточно заметны благодаря своим изящным пушистым соцветиям,
известным под названием «барашков». Внезапное появление этих «барашков» в
середине зимы, в январе или феврале, представляет одно из любопытнейших
явлений в жизни нашей весенней природы. Однако прежде чем познакомиться
с жизненными особенностями ив, необходимо отметить, что их существует
у нас большое количество видов. Всего во флоре СССР в настоящее время
насчитывается около 170 видов ив, причем в одной лишь Московской области
количество их доходит до 40. При таком видовом разнообразии ивы обладают
способностью давать друг с другом помеси, причем нередко двойные и тройные.
В настоящее время известны даже пятерные и шестерные помеси, разобраться в
которых чрезвычайно трудно. Мы будем иметь в виду лишь некоторые наиболее
известные и распространенные ивы из числа тех, которые цветут рано весной
до распускания листьев. Сюда относится всем известная красная верба, или
краснотал (Salix purpurea), распространенная на юге Европейской части СССР,
доходящая на севере до южной границы Московской области и введенная в культуру;
козья ива, или ива-бредина (Salix caprea), повсеместно распространенная в
лесах, и пепельная ива (S. cinerea), растущая по сырым местам большей части
СССР. Другие широко распространенные у нас ивы, как, например, белая ветла
(Salix alba) или Ломкая ива (Salix fragilis), растущие по берегам прудов
и у жилья в виде крупных плакучих деревьев, цветут значительно позже,
одновременно с развитием молодых листьев.
Когда пробуждаются от зимнего сна цветочные почки ивы
Период покоя у наших ранних ив продолжается до середины января. До этого
времени их почки плотно стянуты чешуями и не обнаруживают каких-либо заметных
изменений. Однако, начиная с конца января, цветочные почки начинают выявлять
несомненные признаки начинающегося развития. Колпачки при самом основании
трескаются и, не будучи в состоянии охватить набухающую цветочную сережку,
постепенно сдвигаются к ее вершине или в сторону, а затем и вовсе опадают.
Впрочем, процесс этот идет чрезвычайно медленными темпами и обычно заканчивается
полностью лишь ко второй половине марта.
Сбрасывание колпачков у наших ранних ив представляет собой чрезвычайно интересное явление. В феврале бывают самые низкие температуры, нередко трещат двадцатиградусные морозы и почва промерзает на максимальную глубину. Тем не менее, набухание цветочных сережек с несомненностью указывает на начало развития растений выход их из зимнего оцепенения. Жизнь наших деревьев зимой изучена еще далеко недостаточно, однако есть основания полагать, что в периоды оттепелей и в теплые солнечные дни в отдельных ветвях ив начинается сокодвижение. В них происходит превращение запасных веществ и передвижение их к почкам из различных частей кроны и ствола.
Проследим теперь дальше за развитием цветочных сережек у ивы. Сбросив свои колпачки, они выглядят изящными, пушистыми белыми шариками, похожими издали на маленькие пучки ваты. Что же представляют их многочисленные волоски? Ответить на этот вопрос лучше всего в момент цветения ивы. В это время нетрудно заметить, что соцветия ив бывают двух сортов: и мужские и женские, причем они расположены на различных кустах таким образом, что на одном кусте имеются лишь мужские сережки, а на другом-женские.
Мужские цветы ив построены очень просто. Они лишены околоцветника и прикрыты лишь одной чешуйкой в пазухе, в которой располагаются обычно две (у некоторых ив больше) тычинки. Чешуйки обычно двуцветные: внизу желтовато-зеленые, наверху черноватые. Верхняя часть чешуйки покрыта длинными многочисленными волосками, которые придают еще нерасцветшей сережке характерный пушистый облик. Значение этих волосков в жизни растения вполне понятно. Одевая, словно шубой, бутоны, они дают им возможность без всякого вреда переносить низкие температуры и ее резкие колебания в то время, когда прикрывающие их колпачки опадут. Женские цветы ив имеют сходное строение, за исключением лишь того, что здесь вместо тычинок располагается продолговатая утолщенная книзу завязь, напоминающая по форме бутылочку. Эта завязь наверху переходит в столбик с двураздельным рыльцем, клейкая поверхность которого улавливает попадающую на него пыльцу. Кроме чешуек, тычинок и пестиков, в мужских и в женских цветах ив имеются при основании кроющих чешуек особые нектарники, выделяющие сладкий сок-нектар. Ивы в отличие от большинства других наших рано цветущих деревьев и кустарников опыляются при помощи насекомых, которых привлекает, с одной стороны, ароматный нектар, а с другой - большое количество пыльцы, в период цветения густо облепляющей цветочные сережки.
Такое простое строение цветов у наших ив, лишенных каких-либо следов околоцветника, как-то не вяжется с их способом опыления; кроме того, все остальные, кстати сказать, более древние представители семейства ивовых — различные тополя и осина - являются типичными ветроопыляемыми растениями. Поэтому в настоящее время считается, что ивы являются вторично приспособленными к опылению при помощи насекомых, причем приспособление это могло возникнуть в сравнительно недавнее время. На это указывает, между прочим, большое число видов насекомых, посещающих цветы ивы, доходящее до восьмидесяти. Среди них мы встретим шмелей, обыкновенных и земляных пчел, бабочек и некоторых мух. Этот разнообразный ассортимент опылителей указывает на то, что у ив нет особой специализации в этом направлении, тогда как цветы большинства других энтомофильных растений строго приспособлены к определенному виду или определенной группе насекомых. С некоторыми из этих приспособлений мы ознакомимся в следующей главе.
Интересно отметить также, что в настоящее время имеются основания полагать, что предки наших ив имели обоеполые цветки, на что указывает не столь уже редкое появление у козьей ивы особых уродцев в виде цветов, имеющих и пестик, и тычинки. Возможно, что переход к двудомности дал ивам ряд преимуществ в отношении предохранения от самоопыления. Впрочем, все это еще остается в области самых отдаленных предположений.
Невзирая на кажущийся хаос и беспорядочность, у большинства растений листья располагаются на стеблях и ветвях настолько правильно, что можно установить касательно их расположения общие правила.
При поверхностном наблюдении кажется, будто чаще всего листья расположены без всякого порядка, что они разбросаны, как говорится и до сих пор в большей части описательных сочинений (folia sparsa). Только у тех растений, у которых каждый стеблевой узел несет больше одного листа, правильность листорасположения бросается в глаза и давно замечена. Если листья сидят попарно и один против другого, то про них справедливо выражаются, что они противоположные, или супротивные (folia opposita).
При этом бывает почти всегда, что листовые пары между собой чередуются - тогда листья ближайших пар приходятся друг к другу накрест, листья третьей пары, считая снизу, приходятся прямо над листьями первой пары, листья 4-й над листьями 2-й и т. д. Для обозначения этого обстоятельства употребляется выражение накрест сидящие (f. f. decussata). Так бывает, напр., у наших кленов, у сирени, у всех губоцветных (мята, шалфей и пр.). Вместо двух листьев на одном узле бывает 3 листа, напр. у олеандра, и тогда ближайшие листья таких тройных колец или кружков тоже между собою чередуются; известны и такие растения, у которых на каждом узле бывает 4, 6, 10 и даже больше листьев (многие мареновые, Hippuris и пр.).
Но и в этих случаях листья ближайших кружков чередуются. Такие листья можно называть кольчаторасположенными, или кольчатыми (f. f. verticillata). Парные и противоположные, очевидно, относятся сюда же, только число листьев в их кружках доведено до наименьшего. Если на стеблях с кольчаторасположенными листьями мысленно соединить все листья, друг над другом сидящие, то получится несколько вертикальных и параллельных между собою линий, которые называются ортостихами. Число таких ортостих будет, очевидно, вдвое больше числа листьев в данном кружке. Правильность, отсюда происходящая, до того ясна, что, напр., у растений с противоположными листьями, особенно, если листьев много, их четыре ортостиха видны при первом взгляде. Разбросанные листья представляют правильность другого рода. Стебли и ветви с такими листьями производят по одному листу на каждом узле.
Если мы, начиная от любого листа, напр. от самого нижнего, проведем мысленно линию к ближайшему листу, а от второго опять к ближайшему и т. д. до конца, то линия эта окажется винтовою, а на горизонтальной проекции спиральною. Поэтому и самое Л. называется спиральным, листья - спиральнорасположенными (f. f. spiraliter posita).
При этом оказывается следующее. Идя по спирали, напр. кверху от данного листа, мы доходим до такого, который приходится над первым (с которого начали). У одних растений, как у липы, этот лист всегда 3-й, над 2-м приходится 4-й, над 3-м 5-й и т. д.; у других, как у ольхи, над 1-м приходится 4-й, над 2-м - 5-й и т. д.; у третьих, напр. у осины, над 1-м приходится 6-й, над 2-м - 7-й и т. д. Если провести вертикальные линии через все взаимно прикрывающиеся листья, то число их будет равно числу листьев, расположенных между двумя взаимно прикрывающимися листьями: у липы 2-м, у ольхи - 3-м, у осины - 5.
Если измерить горизонтальное расстояние между ортостихами, то оно окажется постоянным у каждого растения и будет равно отрезку спирали, соединяющему 2 взаимно прикрывающиеся листа. Отрезок этот называется полным циклом листорасположения. У одних растений (липа, ольха) он совершает один оборот вокруг стебля, у других (осина, тополь, яблоня) совершает 2 оборота, у третьих (Carduus) - 3 оборота и т. д. Расстояние это, измеряемое дугой и соответствующим ей углом, между двумя ближайшими листьями называется расхождением (divergentia) листьев, а угол, измеряющий величину расхождения, - углом расхождения (angulus divergentiae).
Ясно, что этот угол зависит от числа оборотов в полном цикле и от числа листьев, расположенных по линии полного цикла. Если оборот один, т. е. один круг, а листьев в цикле 2, то для отыскания угла расхождения требуется разделить круг надвое, получится угол расхождения в 1/2, где 1 означает число оборотов в цикле, а 2 - число расположенных на нем листьев; если число листьев 3, то круг делится на 3, получается расхождение в 1/3, если число оборотов 2 (т. е. 2 круга), а листьев 5, то эти 2 круга следует, очевидно, разделить на 5, получится расхождение в 2/5, где 2 означает опять число оборотов, а 5 - число листьев цикла.
Исследуя множество растений, найдено, что в природе имеются весьма различные расхождения, но чаще всего в природе попадаются следующие: 1/2, 1/3, 2/5, 3/8, 5/13, 8/21 и т. д., но из них самые распространенные первые три. Каждая из этих дробей, означая расхождение, вместе с тем, очевидно, означает и самое Л., указывая в знаменателе на число листьев в цикле и на число вертикальных рядов (ортостих), ими образуемых, а в числителе - число оборотов спирали в полном цикле.
Поэтому каждое листорасположение может означаться числом листовых рядов, или ортостих: они называются двурядными (1/2), трехрядными (1/3) и т. д. В природе, однако же, кроме тех дивергенций, что указаны в вышеприведенном ряде дробей, называемом главным, так как он гораздо чаще других попадается, имеются и другие ряды, напр. 1/3, 1/4, 2/7 и т. д. или 1/4, 1/5, 2/9 и т. д. Во всех этих рядах расхождений замечается, что каждая последующая дробь получается с помощью сложения числителей и знаменателей двух предыдущих, что, впрочем, не указывает на какую-либо законность в самой природе растений.
Для наглядного представления Л. удобно представлять их на горизонтальной проекции, получаемой при мысленном проведении вертикалей из точек прикрепления листьев при вертикальном положении самого лиственного стебля. Точки пересечения вертикалей (перпендикуляров) с горизонтальною плоскостью, очевидно, расположатся так же, как расположены листья на стебле. Вместо точек чертят обыкновенно дуги, означающие листья (их поперечный разрез), утолщая дуги в тех местах, где на проекции получились точки, т. е. на середине каждой дуги. Такой чертеж представляет собою план листвоносного побега, так как в середине его чертится круг, означающий поперечный разрез самого стебля. План этот есть диаграмма листоносного побега. На диаграммах очевидно число листьев цикла, их взаимное расположение и угол расхождения.
Они употребляются больше всего при изучении соцветий и цветов. Правильность расположения листьев, хотя и наблюдается у большинства растений, но известны исключения, т. е. такие растения, у которых расхождение не постоянно. Кроме того, расхождение нередко меняется при переходе от главного стебля к ветвям, что, впрочем, совершается всегда на один и тот же лад. Необходимо еще заметить, что у многих растений ряды взаимно прикрывающихся листьев, хотя и остаются параллельными, но представляются не вертикальными, а кривыми. В каждом многочленном Л. можно всегда открыть, кроме той главной винтовой линии, или спирали, которая проходит через все листья побега, еще второстепенные, более крутые спирали, направляющиеся в 2 противоположные стороны.
Эти второстепенные спирали называются парастихами. Парастихи одного направления, вместе взятые, захватывают, очевидно, также все листья побега, но каждая из них лишь известную их часть, а именно 1/2 всех листьев, если одноименных парастих 2, одну треть - если их три и т. д., что уже следует из того обстоятельства, что они параллельны и захватывают все листья побега. Если главная спираль очень полога и ее незаметно, как то бывает на побегах с весьма многочисленными Л., то парастихами пользуются для открытия главной спирали. Для этого нужно перенумеровать все листья на парастихах того и другого направления, начиная от любого, наблюдая при том, чтобы между номерами была разность, равная числу парастих.
После перенумерования всех парастих главная спираль оказывается сама собой. Правильность в расположении листьев, открываемая и изображаемая помощью выше представленного способа, находится в ближайшей связи с развитием и внутренним строением растений, она также соответствует необходимости приспособления растений к окружающим условиям, но физиологического объяснения тут еще не найдено.
Исследования Негели, Гофмейстера и Швенденера показали, что во многих случаях Л. в начале развития побега, когда листья имеют вид маленьких бугорков, иное, чем по окончании развития. Последний из названных ученых показал также, что вследствие более медленного роста несущего листья побега по сравнению с ростом самих листьев листья претерпевают взаимное давление, смещаются по определенным направлениям и меняют свое положение, располагаясь по известной формуле окончательно только при завершении своего развития.
Эти исследования, объясняя еще и прежде замеченное различие между расположением листьев в начале и в конце, не дают, однако же, полного механического объяснения, так как во многих случаях, напр. на побегах с противоположными листьями, листья эти располагаются с самого начала так же, как они расположены в конце. Основательным изучением и самою формуляцией Л. наука обязана всего более Александру Брауну, Шимперу и братьям Браве.
Литература. A. Braun, "Vergleichende Untersuchung ueber die Ordnung der Schuppen an der Tannenzapfen" ("Abhandlungen der Leopoldinisch-K arolinischen Akademie", т. 14); L. F. et A. Bravais, "Essai sur la disposition des feuilles curvis érié es" ("An. d. sc. nat.", 1837, т. 7); они же, "Essai sur la disposition des feuilles rectis érié es" ("An. des sc. nat.", 1838); С. Schimper, "Ueber die M öeglichkeit eines Wissenschaftlichen Verstä ndnisses der Blatt-Stellung, mitgetheilt von A. Braun" ("Flora", 1835, №№ 10, 11 и 12); Simon Schwendener, "Mechanische Theorie der Blattstellungen" (Лпц., 1878).
Цветение европейского кизила
После наскучившей зимы с ее гололедом ранние весенние растения вызывают необыкновенное чувство приподнятости, радуя взгляд своими красками.
Невозможно без удивления отмечать их быстрый рост и развитие. Особенно это относится к цветку. У некоторых, наиболее раннецветущих растений он появляется раньше листьев, например у мать-и-мачехи. У других - цветок распускается почти одновременно с листьями, как у ветрениц и медуницы.
Для быстрого роста и развития травянистые растения, у которых нет надземных зимующих частей, должны иметь в почве заранее заготовленный в достаточном количестве запас органических веществ в корнях, клубнях и луковицах.
Первыми появляются цветы и у деревьев. И это всегда подобно чуду. Но здесь другая разгадка.
Камелия японская
Если деревья ветроопыляемые (берёза, лещина, верба..), то сначала появляются цветы - серёжки, а потом уже листья. Иначе листва будет мешать переносу пыльцы ветром от дерева к дереву.
Цветение декоративных древесных пород - это не просто яркое дополнение к их внешнему виду, это их неповторимый облик. А если цветущих древесных растений много и они сменяют друг друга - то это незабываемая картина. Цветы на деревьях всегда впечатляют больше, чем на клумбе.
Особенно прекрасны цветущие древесные растения на Черноморском побережье Кавказа, где они придают южный колорит паркам, садам, скверам и бульварам.
Красивоцветущие древесные растения зацветают там уже в феврале: жимолость душистая, дафна душистая, камелия японская.
Основное цветение ранневесенне-цветущих пород происходит в марте. На совершенно голых веточках распускаются несказанной красоты бутоны магнолии, жасмина голоцветкового, европейского кизила и эрики средиземноморской.
Магнолия
Жасмин голоцветковый
Мать-и-мачеха
В этой статье мы собрали материал по теме «листья деревьев» и «строение дерева». Знакомство с деревом начинается для ребенка в самом раннем его детстве.
В каждом дворе есть свой добродушный великан, который с радостью укроет от палящего солнца, дождя, поделится опавшими листьями и сухими веточками для всевозможных . Однако многие ребятишки воспринимают деревья как безымянных спутников, не задумываясь о том, что каждое из них носит свое имя, имеет сложное строение и выполняет важные задачи. Поэтому при более глубоком изучении деревьев малыши делают для себя множество открытий.
Например, деткам будет интересно узнать, из каких частей состоит дерево. Для этого используем схематичное изображение дерева и рассказываем про каждую его часть:
- Корни дерева – его основа. Они кормят дерево, всасывая в себя растворенные в воде питательные вещества, а также удерживают его в вертикальном положении. Чем больше по размеру дерево, тем богаче его корневая система.
- Ствол дерева – это как бы его корпус. По стволу проходят вверх все вещества, добытые корнями, от ствола же начинают отходить ветви. Важно отметить, что настоящее дерево имеет один ствол, а вот кустарники – несколько, пусть даже и крупных, стволов.
- Ветки деревьев – опора для листьев; именно на ветвях образуются почки, из которых потом появляются листочки и цветы. Внутри них также проходят питательные вещества. Со временем ветви становятся более широкими и твердыми (одревесневают), а от них появляются новые ветви.
- Листва дерева – это орган, который позволяет дереву обмениваться веществами с окружающей средой. Благодаря листьям дерево поглощает из воздуха вредный для человека углекислый газ, здесь же из него под действием солнечных лучей образуются органические вещества, и через листья дерево выделяет наружу кислород, которым мы дышим.
- Все листья и ветви дерева образуют его крону – пышную шапку, которая дает тень и укрывает нас от дождя.
Изучив строение дерева, можно перейти к следующему этапу – узнать, каким образом оно появляется на свет. Где и как растут деревья? Ответ на этот вопрос можно изобразить в виде круговой схемы.
Итак, разбираем весь жизненный цикл плодового дерева:
Семечка – источник жизни каждого растения, и дерева в том числе. В нем содержится маленький зародыш и начальный запас питательных веществ, который нужен зародышу для того, чтобы прорасти через семенную кожуру. Попадая в почву, зародыш начинает активно развиваться, проклевывается через оболочку, растет и пускает корешки, которыми всасывает из земли вещества, необходимые для своего роста.
Через много лет зародыш превращается в дерево, которое, достигнув определенного возраста, обретает способность воспроизводить себе подобных.
Весной на ветках дерева образуются почки, в которых развивается удивительный по красоте и запаху орган – цветок.
Цветок плодового дерева устроен таким образом, что при опылении (ветром или насекомыми) в нем образуется маленький зачаток плода.
Начало его развития и бурный рост происходит весной, когда на ветках активно образуются почки, из которых впоследствии появляются листья и цветы. Недаром говорится, что весной деревья оживают после зимнего сна.
Летом деревья предстают перед нами во всей своей красе. Они постоянно взаимодействуют с окружающим миром, питаются, пополняют запасы необходимых для своей жизни веществ. Непрерывно трудятся летом листья деревьев, превращаясь в настоящую фабрику по переработке углекислого газа, и выработке из него кислорода и питательных веществ.
Все процессы жизнедеятельности в дереве идут на спад: становится корче световой день, и количества солнечного света оказывается недостаточно для образования в листьях новых молекул хлорофилла, поэтому листва постепенно меняет свой цвет и опадает. Опадение листьев не только экономит силы дерева, которые понадобятся ему для того, чтобы пережить суровую зиму, но и спасает веточки деревьев от обламывания, которое может произойти под тяжестью выпавшего снега.
Дерево словно замирает. Оно экономно расходует накопленные за лето запасы и с нетерпением ждет прихода первого весеннего тепла.
Но не все деревья проходят через такой цикл превращений, а только те, у которых есть листья, то есть лиственные. А вот деревья, чьи ветви покрыты иголками – хвоей (хвойные) всю зиму выглядят так же, как и летом.
Самое известно хвойное дерево – это . Конечно же, оно прославилось благодаря русской традицией украшать ветви ели в канун Нового года. Ель размножается при помощи шишек, которые образуются в течение лета.
А вот из лиственных наиболее распространены такие деревья, как:
- – дерево с яркими ягодами и красивой зубчатой листвой, которая особенно эффектно выглядит осенью. Есть версия, что рябиной его назвали потому, что листья ее достаточно мелкие и, когда дует ветер, дрожат, вызывая у того, кто на него смотрит, рябь в глазах.
- Береза – символ России, уникальное дерево с белым цветом коры. Само ее название произошло от славянского слова, означавшего «светиться, белеть». Береза интересна еще и своими цветками, которые выглядят как сережки, и тем, что ее ветви очень длинные и тонкие, они как бы свисают вниз.
- Тополь – частый спутник человеческого жилья. Тополя сажают возле домов потому, что они быстро растут – а значит, рано начинают очищать воздух, и хорошо поглощают лишнюю влагу. В дикой природе тополь часто встречается на заболоченных местах, за что он и получил свое название, которое в переводе со славянского означает «болотистое место, топь». Плоды тополя – это коробочки, из которых высыпаются семена, покрытые множеством шелковистых волосков – тополиным пухом. Этот пух доставляет людям множество неудобств, поэтому тополя часто обрезают, оставляя на верхушке лишь не плодоносящие ветви.
- Дуб – дерево – великан, особо почитаемое нашими предками. Его плоды – желуди – использовали для приготовления напитка, заменяющего кофе, но еще большее применение у людей нашла кора и древесина дуба, которая отличается своей прочностью и красивым цветом.
- Клен – обладатель красивейших листьев с острыми краями. Из его сока получают сладкий ароматный кленовый сироп.
- Вяз – дерево, древесину, ветви и кору которого люди с давних времен использовали для изготовления мебели, орудий труда и даже оружия. Кора вяза (лыко) прочная и гибкая, ей связывали различные предметы, за что дерево и получило свое название. Из лыка плели обувь.
- Каштан – дерево с необычными плодами, сердцевина которых напоминает орех. Есть мнение, что слово «каштан» имеет один и тот же корень со словом «каша», так как плоды каштана часто употреблялись в пищу.
- Ива – дерево с необычными длинными ветвями и узкими листьями. Название его произошло от слова «вить», что объясняется основным применением ивовых ветвей – из них свивали корзины, плели мебель.
Для того, чтобы лучше запомнить названия деревьев, можно сыграть в простую игру: перемешать карточки с изображением листьев и самих деревьев, а затем сопоставлять их и называть.
Из листьев можно сделать очень интересное наглядное пособие для детей. Для этого понадобится насобирать листья разных видов и заламинировать их.
Вырезаем листья чуть отступив от края.
У нас получается живое пособие по изучению видов листа.
Распечатайте на отдельной бумажке названия деревьев, откуда вы собрали листья. Название дерева сопоставляем с самим листом, изучая и запоминая его форму и особенности строения.
Изображения листьев более наглядны на раскрасках, где можно рассмотреть их контур и придать окраску в зависимости от предполагаемого времени года и оттенков, характерных для конкретного дерева.
раскраска береза
Ильинов Дмитрий
В ходе теоретического исследования гипотеза о том, что листья деревьев – это «живые заводы» по производству еды, подтвердилась. Образующиеся в них питательные вещества дают деревьям силы для роста. Осенью происходит листопад, во время которого дерево избавляется от избытка минеральных солей, которые накапливаются в листьях в течение всего лета, и спасает себя от потери влаги.
Скачать:
Предварительный просмотр:
Муниципальное общеобразовательное автономное учреждение
средняя общеобразовательная школа №11
НАУЧНОЕ ОБЩЕСТВО УЧАЩИХСЯ «РОДНИК»
Название секции: естественно - научная
Исследовательская работа
Тема: «Зачем деревьям листья?»
Ильинов Дмитрий, 1 «Б» класс
Руководитель работы:
Игнатьева Татьяна Валерьевна,
Учитель начальных классов
г. Белогорск, 2012 г.
Введение…………………………………………………………………………….3
1.1. Роль листьев в жизни дерева……………………………………………..…..4
1.2. Почему желтеют листья?..................................................................................5
1.3. Почему опадают листья?..................................................................................6
Заключение………………………………………………………………………….8
Список литературы
Приложения
Введение
«Летом вырастают, осенью – опадают». Когда мне прочитали эту загадку, я сразу догадался, что речь идёт о листьях лиственных деревьев. Тогда мне стало интересно, почему весной листья на деревьях появляются, и всё лето мы любуемся их красотой, а осенью деревья теряют их. С чем это связано? Зачем деревьям листья?
Цель: узнать, зачем деревьям нужны листья и почему осенью они опадают.
Задачи: - познакомиться с ролью листьев для дерева,
Определить этапы жизни листьев,
Выяснить причину листопада.
Объект исследования: листья деревьев.
Предмет исследования: жизненный цикл листьев деревьев.
Методы исследования:
Подумать самостоятельно;
Изучить литературу по теме исследования;
Спросить у других людей;
Обратиться к компьютеру, посмотреть в глобальной компьютерной сети Интернет;
Понаблюдать.
Гипотеза: предположим, что листья придают дереву силы для роста.
Жизненный цикл листьев дерева
- Роль листьев в жизни дерева
Проявление жизни деревьев я наблюдал уже в апреле, когда начинали
набухать почки на берёзе, осине и других лиственных деревьях. Потом, в мае
почки лопались и на дереве появлялись клейкие листочки. Они так быстро расправлялись и росли, что в июне моя берёзка, за которой я часто наблюдал, красовались в нежно-зеленом наряде (приложение 5) . Только зачем деревьям листья?
В книжке для любознательных я нашел ответ.
Оказывается, что всё очень просто – листья деревьев вырабатывают сок, который называется живицей или сахарозой. Этот сок питает само дерево и участвует в созревании плодов. Живица производится при помощи содержащегося в листьях зелёного клейкого вещества, хлорофилла. Поступая во все части растения, она питает его и даёт силы для роста (4).
Интересный факт.
Гусеницам очень нравится сок свежих растений, вот почему они с таким удовольствием едят листья (4).
- Почему желтеют листья?
Всё лето деревья радуют нас своей зеленью. Поэты и писатели воспевают в своих произведениях красоту русской березки, изящность молодой рябинки, грациозную хрупкость осины (приложение 2). Любование красотой деревьев, изменчивостью их нарядов нашло отражение и в устном народном творчестве, в частности в загадках (приложение 1).
Хлорофилл, содержащийся в листьях, окрашивает их в зелёный цвет. Кроме зелёного хлорофилла в листьях есть и другие вещества (пигменты) жёлтого и красного цвета, но их очень мало (3.3.). Когда осенью образование хлорофилла прекращается, то основным «красителем» листьев становятся только пигменты и поэтому листья меняют цвет – желтеют или краснеют (2) .
Осенний наряд лиственных деревьев вдохновляет на творчество писателей, поэтов (приложение 2). Мне тоже нравится золотая осень: я нарисовал свою березку в пёстром наряде (приложение 3).
1.3. Почему опадают листья?
К осени листья накапливают много полезных и вредных веществ. Полезные вещества дерево забирает, а от вредных избавляется, сбрасывая листву. Так начинается листопад (3.1).
Оказывается, листья вырабатывают питательные вещества только при солнечном свете, забирая из воздуха углекислый газ, а из земли по корневой системе дерева воду. При этом в листве происходит химический процесс (фотосинтез), во время которого листья вырабатывают кислород, очень необходимый всем живущим на Земле (1). Именно поэтому деревья называют «лёгкими планеты» (2).
Если бы деревья не сбрасывали на зиму листья, они бы погибали. Существует несколько причин:
Причина первая. Листья дерева в своей совокупности имеют очень большую площадь, и со всей этой площади интенсивно испаряется вода. Летом дерево способно возместить потери влаги, извлекая воду из почвы. Но с похолоданием извлечение холодной воды из почвы сильно уменьшается; зимой же из промерзшей почвы извлечь влагу и вовсе затруднительно. Деревья с лиственным покровом зимой погибли бы от недостатка влаги, то есть высыхали бы (3.4).
Причина вторая . Вы обращали внимание, что после сильных снегопадов ветви деревьев сильно склоняются к земле под тяжестью снега? Некоторые ветки от этого даже ломаются. Если бы листья зимой оставались на деревьях, то на ветвях задерживалось бы гораздо больше снега, так как листовая поверхность, как мы сказали выше, велика. Таким образом, сбрасывая листья осенью, деревья защищают себя от механических повреждений под напором снега (3.4).
Причина третья . Во время листопада дерево избавляется от избытка минеральных солей, которые накапливаются в листьях в течение всего лета. Лист усиленно испаряет воду. На смену этой испаренной воде в него постоянно поступает новая, которая засасывается корнями из почвы. Но в воде, которую корни получают из почвы, растворены различные соли. Таким образом, листья получают не чистую воду, а солевые растворы. Часть солей используется растением для питания, а остальные соли откладываются в клетках листьев. Чем больше влаги испаряет лист, тем сильнее он минерализуется к осени. В итоге к осени листья накапливают много солей, становятся как бы минерализованными. Избыток минеральных солей нарушает нормальную работу листьев. Поэтому сбрасывание старых листьев является необходимым условием для поддержания нормальной жизнедеятельности растения (3.1).
Деревья, у которых осенью опадают листья, называются лиственными, или листопадными. У вечнозелёных хвойных растений иголки – это тоже листья, но они небольшие и жесткие, и спокойно переживают зиму (2)
Интересный факт. Вечнозелёные растения тоже теряют листья, но не все сразу, а постепенно (4).
После листопада, я обратил внимание на то, что у моей березки на голых ветвях видны небольшие, но тугие маленькие почки, из которых весной распустятся новые листья (приложение 4).
Таким образом, сбрасывание листьев помогает дереву сэкономить энергию, поскольку зимой солнечного света очень мало для фотосинтеза в листьях. Осенью деревья переходят в состояние покоя. Движение воды и питательных веществ по сосудам внутри деревьев прекращается, в результате листья засыхают и опадают (2).
8 Заключение
Теперь я знаю, что листья деревьев – это «живые заводы» (4) по производству еды. Образующиеся в них питательные вещества дают деревьям силы для роста. Осенью происходит листопад, во время которого дерево избавляется от избытка минеральных солей, которые накапливаются в листьях в течение всего лета, и спасает себя от потери влаги.
Таким образом, моя гипотеза подтвердилась – листья действительно производят органические вещества для питания дерева в ходе процесса фотосинтеза.
Список литературы
- Большая энциклопедия школьника/ пер. с франц. Богатыревой Е., Земцовой Т., Лебедевой Н. – М.: ООО «Издательство «Астель»: ООО «Издательство АСТ», 2003, с. 711;
- Большая энциклопедия эрудита, - М: Махаон, 2004, с. 487;
- Глобальная компьютерная сеть Интернет:
3.1. www.razumniki.ru/stihi_pro_derevya.html;
3.2. www.playroom/content/view;
3.3. www.razvitierebenka.com ;
3.4. http://images.yandex.ru/yandsearch?
4. Отчего и почему/ энциклопедия для любознательных под ред. Покидаевой Т., Фроловой Т., - М.: Махаон, 2007, с. 255 ;