Распространение плодов и семян растений. Распространение плодов и семян в природе

Распространение семян и плодов животными называется зоохорией (от греч. zoon – животное, choreo – отхожу, продвигаюсь).

Многие сочные плоды охотно поедают птицы. В поисках пищи птицы обычно ориентируются на внешний вид и вкус поедаемых плодов и семян, поэтому распространяемые ими плоды должны быть ярко окрашенными и вкусными (с точки зрения птиц, конечно). И вот что интересно – до созревания плоды и семена имеют зеленую окраску и содержат много кислот и горечей, что отпугивает птиц. А вот запах для птиц не имеет никакого значения – обоняние у них играет меньшую роль при поиске пищи, чем зрение. Остается добавить, что перенос семян и плодов птицами называется орнитохорией (от греч. ornis – птица).

При прохождении по пищеварительному тракту птиц семена не перевариваются и сохраняют жизнеспособность. Поэтому, выйдя с пометом, они оказываются не только на значительном расстоянии от родительского растения, но и находятся в окружении питательных органических веществ (самого помета), которые обогащают почву вокруг семени и способствуют его прорастанию и дальнейшему развитию. В помете ворон и галок, например, находят совершенно целые косточки костянок.

У определенных растений семена вообще не могут прорасти без предварительного прохождения через пищеварительный тракт птиц, где они подвергаются воздействию пищеварительных ферментов, размягчающих покровы семени. Так, семена некоторых растений после истребления человеком нелетающей птицы дронта на протяжении нескольких столетий не давали проростков. Однако когда эти семена скормили гусям, а потом посадили в почву, они проросли! Еще один пример, галапагосская черепаха и семена дикого томата.

Семена могут разносить млекопитающие. Чаще всего это различные обезьяны, грызуны и рукокрылые. Семена многих злаков без повреждений проходят через пищеварительную систему копытных, а всхожесть у них при этом даже повышается. В эндозоохории могут принимать участие и хищники: например, спелые арбузы при возможности включают в свой рацион лисы и шакалы, медведи охотно кормятся на ягодниках, и т.д.

Вывод : эндозоохорные растения имеют сочные плоды или соплодия с яркой окраской, чтобы быть хорошо заметными, или с сильным ароматом, чтобы привлекать животных с большого расстояния, особенно в темное время суток. Также семена обладают прочной оболочкой, предохраняющей их от переваривания. Благодаря оболочке семена проходят через пищеварительную систему целыми и невредимыми.

Очень часто животные не поедают сразу семена или плоды, а уносят их и складывают про запас, особенно в период изобилия пищи. Когда, например, белки едят семена, они никогда не съедают их все. Потерянных семян вполне достаточно, чтобы растения расселились. Часто животные уносят шишки далеко от того места, где их собирают. Про некоторые свои кладовые они и вовсе забывают, кроме того, владелец может попросту погибнуть прежде, чем успеет ими воспользоваться. В таких случаях семена через некоторое время прорастут, причем часто на значительном расстоянии от родительских растений.Такой способ распространения семян получил название синзоохории (от. греч. syn – вместе).

Запасы делают многие птицы (например, сойка, ореховка и др.) и грызуны (мыши, белки, бурундуки, хомяки и др.). Причем количество запасенной пищи может быть весьма значительным.

В распространении семян и плодов большую роль играют муравьи. Это явление называется мирмекохория (от греч. myrmex – муравей). Многие муравьи приносят в свое жилище семена и плоды различных растений. На таких семенах есть специальные выросты с питательным и вкусным маслом.Такие семена имеют первоцвет, подснежник, фиалка, молочай, хохлатка, копытень, чистотел, иван-да-марья, гусиный лук, перелеска, звездчатка, ясменник и др.

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.

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:

1. Животные и человек;
2. Ветер;
3. Вода;
4. 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.

Анемохория — распространение семян и плодов при помощи ветра.

Приспособле-ния семян и плодов в этом отношении выражаются в развитии летучек , кры-льев и других летательных аппаратов, в уменьшении веса семян и плодов (рис. 191).

Летучки . У одуванчика и многих других сложноцветных чашечка к моменту созревания плода, разрастаясь, образует волосистый хохолок, являющийся как бы маленьким парашютиком, дающим возможность плоди-ку долго держаться в воздухе. Пушица (Eriophorum vaginatum), растущая у нас на болотах, развивает пучок волосков, образованных околоцветником у основания плодикоз. У тополя, ивы, осины из вскрывшейся коробочки (плод) вылетают семена, снабженные пучками волосков. Волоски, разви-вающиеся на семенах хлопчатника (Gossypium herbaceum), — того же про-исхождения. Они используются для изготовления ваты и хлопчатобумаж-ных тканей.

Крылья развиваются на плодах, например вяза, клена (плоды эти называются крылатками ). У липы роль крыла выполняет прицветный лист.

У хвойных растений (сосна, ель) крылатыми являются семена . Для древесных пород, обладающих такими тяжелыми крылатыми плодами и семенами, распространение ветром осуществляется главным образом зимой по снеговому покрову. Вполне понятно, что распространение семян и плодов ветром имеет особенно большое значение в открытых, безлесных местностях (степи, пустыни). Материал с сайта

Интересно отметить наличие в степях и пустынях особого типа расте-ний — так называемых «перекати-поле». По мере развития растения сте-бель его начинает усиленно ветвиться, и к моменту созревания семян расте-ние представляет собой шар, отрывающийся от земли в области корневой шейки. Такие шары скачут от порывов ветра, ударяются о почву, перека-тываются на большие расстояния и иногда сбиваются ветром в большие кучи, в несколько метров в диаметре. Интересно отметить, что семена из их плодов высыпаются не сразу, для чего имеются соответствующие при-способления. Такую форму «перекати-поле» образуют в наших степях степ-ной качим (Gypsophila paniculata) и многие другие растения.

Уменьшение веса семян и плодов. Семена многих ра-стений становятся пылевидными, с ничтожным весом; например, у грушанки (Moneses uniflora) вес семени равен 0,004 г. У орхидеи наших лесов — Goodyera repens — семя весит 0,002 г. Естественно, что такие мелкие семена имеют очень упрощенное строение — состоят из группы клеток, представ-ляющих неразвитый, еще не расчлененный зародыш.

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.