Некоторые растения накапливают воду в специальных так называемых водоносных тканях, расположенных в листьях или в стеблях. Различные виды баобабов имеют пузатые, заполненные водой стволы, откуда происходит их название «бутылочное дерево».
Распространение позволяет виду заселять новые пространства. Самый простой способ — падение плодов на землю. Если это раскрывающиеся плоды (каштан), они открываются, высвобождая семена; если плод нераскрывающийся (яблоко, слива), семена освободятся, только когда плод сгниет. Семена могут выбрасываться из плода, когда он еще находится на растении. Тогда они просто падают к подножию растения или разлетаются на расстояние.
Есть и крылатые плоды, их переносит ветер. Плод одуванчика обладает султанчиком, который позволяет ему лететь очень далеко.
Часто в распространении семян участвуют животные: они переносят цепляющиеся к их шерсти плоды (репейник, морковь) или же съедают плод (вишня, виноград) и выбрасывают непереваренные семена с экскрементами.
Многие растения обладают удивительными морфологическими или физиологическими приспособлениями (цвет, запах, форма), которыми они привлекают животных, чтобы те способствовали опылению. Животное, посещающее цветок, покрывается пыльцой и невольно переносит ее на следующий цветок.
Цветки некоторых растений, например шалфея, снабжены «посадочными полосами» для пчел; гибкий плоский лепесток, на который приземляется насекомое, автоматически наклоняет тычинки, и пыльца из них сыплется на спинку животного. Цветки некоторых орхидей (орфис пчелоносный) по виду напоминают самку шмеля, мухи или пчелы, самцы летят на эту приманку для спаривания и опять-таки переносят пыльцу.
Семя — это часть плода, которая содержит зародыш, развивающийся в результате полового размножения. Оно окружено защитной оболочкой, покровом, внешний вид которого сильно варьируется. Семя проходит стадию созревания, в течение которой зародыш развивается постепенно, все еще оставаясь внутри семени. У него формируются зародышевые листочки, семядоли, затем зародышевый корешок и зародыш стебля с листьями.
Семя содержит запас питательных элементов, чтобы дать достаточное питание последующему проростку (молодому растению) в момент прорастания. Эти запасы откладываются в ткани, окружающей эмбрион (эндосперм семени), а затем поглощаются семядолями зародыша.
С увеличением высоты средняя температура падает, период со снежным покровом удлиняется, а ветры становятся сильнее, поэтому неудивительно, что от подножия к вершине горная растительность характеризуется сменой видов с разными экологическими потребностями.
Удлинение. Верхушечная почка, расположенная на конце стебля, позволяет ему удлиняться и образовывать новые листья. Стебли второго порядка, или ответвления, развиваются из пазушных почек, находящихся у основания листьев. Стебли, называемые корневыми отпрысками, также могут развиваться из почек, имеющихся на корнях; другие образуются в местах повреждений или надрезов.
Температура и влажность окружающей среды влияют на скорость роста. Оптимальные значения свои для каждого вида. Стебли, в отличие от корней, растут в основном вверх, в направлении, противоположном действию силы тяжести (отрицательный геотропизм). Стебли растут в направлении источника света (положительный фототропизм); когда свет отсутствует, они непомерно вытягиваются и происходит увядание.
Приспособления к горному климату
Растения, растущие в горах, как правило, совсем низкие, что позволяет им меньше подвергаться влиянию ветра и прятаться от суровых условий под защитой камней или в трещинах скал. Растения одного вида часто растут вплотную друг к другу, образуя подушки; другие виды, например альпийский проломник, имеют форму шара. Существуют и виды, листья которых образуют на уровне почвы розетку или плотно прижаты к стеблю, как у лобелии гигантской в Африке. Все эти приспособления позволяют создать вблизи наземных органов растения более теплый микроклимат (температура воздуха там иногда на 10 °С выше, чем окружающего) и по возможности защититься от ветра.
Многие стебли (василек, ромашка) прямостоячие, однако есть недостаточно жесткие, чтобы самим поддерживать себя. Так обстоит дело с лианами — вьющимися растениями, которые прикрепляются к опоре благодаря различным органам: усиками или зацепками (плющ, дикий виноград, зеленый горошек) или же закручиваются вокруг нее (вьюнок). Стелющиеся стебли находят поддержку в почве (барвинок). Усы (как у земляники) — это стелящиеся стебли, растущие горизонтально.
Подземные стебли. Такие стебли, имеющиеся у некоторых видов растений, отличаются от корней наличием почек и листьев. Они часто содержат запасы питательных веществ. Накапливающие много веществ, имеют утолщенную форму, их называют клубни (это название используется также и для корней). Корневища более вытянутые; они растут в основном в горизонтальном направлении и обладают маленькими листочками в форме чешуек. Луковицы округлые, и их рост происходит в основном вверх; большинство имеют хорошо развитые листочки.
Растения, обладающие подземными стеблями, многолетние. Во время неблагоприятного сезона (холодного или засушливого) они сохраняют только подземные органы; когда наступает благоприятный климат, содержащиеся в них запасы используются для формирования новых надземных органов. Подземные стебли участвуют также в вегетативном размножении растений.
Особые стебли. Приспособление растений к особым климатическим условиям становится возможным благодаря специфическому строению их стеблей. Так, благодаря некоторым частям стебля, представленным усиками, виноград прикрепляется к опоре. Выросты в форме колючек (пираканта, боярышник, терн) служат для защиты от травоядных животных.
Основные характеристики
Прерии лишены деревьев и кустарников, они состоят только из травянистых растений (стебли которых довольно тонкие и не содержат одревесневших тканей). Листья растений прерии, как правило, к осени желтеют и отмирают, однако в некоторых регионах с достаточным количеством осадков и довольно мягкой зимой прерия остается зеленой круглый год. Многие растения прерии многолетники, т. е. живут более одного года. Они обладают подземными органами (корневищами, луковицами, клубнями), содержащими запасы, что позволяет им пережить неблагоприятный сезон (когда надземная часть растения отмирает) и образовать новые стебли при наступлении благоприятных условий. Травы прерии могут достигать 2 м в высоту в регионах с достаточным увлажнением; часть очень коротких трав объединяют под названием «газон» (часто на карбонатных почвах).
Регионы умеренного пояса. Самые большие из существующих ныне прерий располагаются в Северном полушарии в условиях умеренно-континентального климата. В Северной Америке они занимают обширные равнины центральной части США и захватывают юг Канады. В Азии они простираются длинной полосой с запада на восток от Украины до Сибири. В Южном полушарии прерии имеются в Новой Зеландии, в Южной Африке и Южной Америке (например, аргентинская пампа).
Термин «прерия» обычно используют вместо термина «степь», чтобы избежать путаницы (степи обозначают азиатские прерии, а также другие типы растительных формаций засушливых зон).
Преобладание злаков. В прериях наблюдается большое разнообразие видов растений, которые полностью покрывают почву, но часто до 90% поверхности занимают всего около 10 видов. Это в основном растения из семейства Злаковых, слабо окрашенные цветы которых не привлекают взгляда. Немногочисленные роды злаков встречаются по всему миру; это, в частности, овсяница (род Rstuca), мятлик (Роа) и роды Stipa и Andropogon. Другие растения, более или менее многочисленные в зависимости от региона, сопутствуют злакам, и их цветы разнообразят внешний вид прерии весной. Они принадлежат к различным семействам: Бобовые (клевер, люцерна), Сложноцветные (ромашка, астра), Лютиковые (лютик едкий и другие лютики), Касатиковые (ирис), Лилейные (тюльпан, гиацинт) и т. д.
Американские прерии
На многие районы этих прерий выпадает большее количество осадков. Здесь растут высокие травы (часто 1,5 м в высоту, а некоторые могут превышать 3 м). Представлены в основном злаки, такие как высокий бородач и аира голубая. Невысокие травы занимают сухие местообитания, расположенные западнее. Доля злаков здесь значительно меньше, чаще встречаются луковичные и корневищные растения, более приспособленные к засухе. Большую часть составляет бизонова трава и злак, который ковбои называют «голубая трава», не превышающие 40 см и образующие сплошные ковры.
Злаки американских прерий пускают в почву очень плотные корневища на глубину до 2 м. Через эти корневища способны пробиться лишь стержневые корни растений, принадлежащих к семейству Сложноцветных или Бобовых, которые достают воду с еще большей глубины и, таким образом, избегают конкуренции со злаками.
Влияние человека
Многие прерии, в частности в области океанического климата в Европе, где естественная растительность представлена главным образом лесом, обязаны своим существованием человеку, который еще в глубокой древности свел леса, чтобы освободить место для разведения скота. Флора этих прерий сложилась под влиянием многовековой эксплуатации человеком (косьба, выпас скота, внесение удобрений, осушение влажных территорий). Между тем их называют естественными прериями, поскольку сформировались они очень давно и резко отличаются от искусственных прерий. Последние человек создавал, высевая ограниченное количество видов, часто даже один, и потому они недолговечны (через несколько лет поверхность перепахивается и занимается под другую культуру).
Человек также стал причиной исчезновения большой части прерий, желая отвести занимаемые ими земли под сельскохозяйственные культуры. Американские высокотравные прерии и украинские степи теперь заняты маисом и пшеницей.
Во Франции за 30-летний период (1970- 1998) по различным причинам (урбанизация, спад традиционного скотоводства) исчезло около 25% площади, занятой прериями. Исчезновение прерий сопровождается тем, что некоторые виды растений и животных, тесно связанные с этой средой обитания, становятся редкими.
Почвы понижений некоторых аридных регионов подвержены накоплению солей и малопригодны для развития растительности, за исключением отдельных видов, так называемых галофитов. За пределами аридных зон такие растения произрастают вдоль морских побережий в различных климатических условиях. Некоторые морфологические и физиологические приспособления, позволяющие растениям-галофитам переносить высокие концентрации солей, похожи на те, которые позволяют ксерофитам переносить засуху (развитая корневая система, мелкие листья с толстым покрытием, мясистые листья, накапливающие воду). Семейство Маревых (куда входят шпинат и свекла) наиболее широко представлено в засоленных местообитаниях по всему миру, в частности, в условиях засоления в аридном климате. К нему относятся виды родов Salsola и Kochia курай, саликорния, а также лебеда. Галимокнемис — деревце с серебристыми листьями — растет в некоторых засоленных аридных зонах на севере Сахары (где она известна под названием джетаф) и на побережье Средиземного моря; его сажают в других приморских регионах Европы в виде изгородей.
Сокращение потерь воды. Многообразные приспособления к засухе имеют целью уменьшение потерь воды на транспирацию. Вода в виде пара выходит из растения со всей поверхности листа, а особенно через поры (устьица), расположенные на поверхности листьев (выделение пара происходит в основном через устьица, расположенные на верхней стороне листа). Чем более сухой и теплый воздух соприкасается с листом, тем больше воды стремится выйти из листа, что недопустимо в период засухи. Уменьшение транспирации достигается различными приспособлениями. Одни листья имеют толстый непроницаемый покров, который препятствует выходу воды. Уменьшение транспирации достигается уменьшением поверхности листа, находящейся в контакте с воздухом; поэтому многие растения аридных зон имеют мелкие листья (иногда редуцированные до иголочек), а некоторые виды (такие, как черный саксаул) полностью лишены листьев. Еще одним способом уменьшить транспирацию является сбрасывание листьев с наступлением засухи. Устьица могут быть защищены от сухого воздуха, располагаясь в углублениях, или благодаря скручиванию самих листьев. Устьица могут также периодически закрываться, чтобы сократить потери воды. В этом случае растение должно погрузиться в состояние покоя, поскольку не будет располагать углекислым газом для фотосинтеза и не сможет вырабатывать новые необходимые вещества.
Климат различных аридных зон достаточно разнообразен; в зависимости от широты, удаленности от моря и близости гор меняется продолжительность и интенсивность засухи, а зима может быть холоднее или теплее. Разнообразие климата и почв, а также влияние человека сказывается на разнообразии ландшафтов.
Степи. Заросли или леса. Пейзаж, в частности, зависит от высоты и густоты растительности. В некоторых регионах высота деревьев составляет около 10 м, и они растут достаточно густо, образуя лес. В других, напротив, растительность, которая носит название травянистых степей, состоит только из травянистых растений (стебли которых очень тонки и не содержат одревесневших тканей, древесины). В степях североафриканских плато, например, растет алжирский ковыль-альфа, злак, сравнительно густо покрывающий почву в течение всего года. Другие степи имеют более разреженный покров. Между травянистой степью и лесом наблюдаются все возможные переходы (степи, состоящие в основном из травянистых растений, но включающие некоторые деревья и кустарники, более или менее густые заросли, сформированные из высоких и низких кустарников и т. д.).
Леса и степи из колючих растений. По окраинам многих пустынь развиваются весьма специфические растительные формации, состоящие из различных колючих растений.
В Африке, например, формации колючих растений занимают Сахель, огромную территорию, вытянутую от Мавритании до Эфиопии, между пустыней Сахара на севере и саванной на юге. Они состоят, в частности, из акаций. В менее засушливых зонах с более плодородными почвами формируется лес; в других местах менее высокие растения образуют степи из колючих видов, включающие как высокие и низкие кустарники, так и куртины трав. На востоке Бразилии, а также в Венесуэле и Аргентине растительность, которую в Бразилии называют каатинга, представлена преимущественно колючими растениями. Она имеет различные формы (лес, заросли или кустарниковые степи) и состоит в основном из колючих деревьев или кустарников (опунция, цереусы и т. п.).
