Реликтовые растения
материал по биологии (6 класс) по теме

РЕЛИКТОВЫЕ РАСТЕНИЯ, редкие виды, роды, семейства растений, более многочисленные и/или более широко распространенные в геологическом прошлом. Из определения следует, что далеко не все редкие растения являются реликтовыми. Редкость может быть естественным состоянием вида в течение всей его истории. Редкими могут быть также недавно появившиеся виды, имеющие ограниченную область распространения (неоэндемы). Многие реликтовые растения имеют ограниченные ареалы (т. е. являются палеоэндемами), в пределах которых они вполне обычны, другие же широко распространены, но встречаются спорадически, не имея сплошных ареалов. Примерами первых могут быть гнетум (Gnetum) и вельвичия (Welwitschia), представители некогда процветавшей группы гнетовых. Хотя их распространение весьма локально, они могут выступать в качестве доминантов растительного покрова. Третий современный род гнетовых — эфедра (Ephedra), напротив, имеет очень широкий ареал, но во многих частях его является редким растением. Локальное обилие может в плане выживания компенсировать ограниченность ареала.

Принадлежность растения к числу реликтовых устанавливается, главным образом, по палеоботаническим данным, свидетельствующим о его более значительной роли в составе растительности прошлого. Косвенными указаниями могут служить таксономическая обособленность (например, в случае гинкго, единственного современного представителя некогда разнообразного порядка голосеменных растений) и, в случае широкого распространения, разорванность ареала. Так, древний род цветковых растений платан (Platanus) имеет ограниченные естественные ареалы в Средиземноморье, Центральной Азии и Северной Америке. Такой же разорванный ареал имеет и лотос. В обоих случаях обширные сплошные ареалы этих растений, существовавшие в геологическом прошлом, частично восстановлены благодаря разведению в культуре.

Причиной реликтовости в большинстве случаев является изменение природных условий, связанное с плейстоценовым оледенением (как непосредственно в области распространения ледников, так и в силу климатических воздействий за ее пределами). На этом фоне определенную роль играют также конкуренция (особенно для растений, обладающих замедленным ростом, со стороны быстрорастущих конкурентов), распространение вредителей, изменение состава животных-опылителей и хозяйственная деятельность человека (см. Гинкго, Метасеквойя, Тисс и др.). Чаще всего судьба реликтовых растений связана с сообществами, в составе которых они существовали в течение миллионов лет. Большинство реликтов северного полушария — это элементы почти исчезнувшей арктотретичной растительности, фрагменты которой сохранились в горных областях Восточной Азии. Реликтовые растения проявляют устойчивую тенденцию к сокращению численности и/или ареала (исключение составляют лишь немногие виды, расселяемые человеком). Поэтому необходимы специальные меры для их охраны. Высокая концентрация реликтовых растений обычно служит основанием для выделения особо охраняемой природной территории — заповедника или заказника. В России и странах СНГ наиболее богаты реликтами Закавказье, Алтай, Саяны, горы Средней Азии, Приморье, т. е. горные районы, не затронутые покровным оледенением и сохранившие высокое разнообразие местообитаний.

ГИНКГО (Ginkgo biloba), единственный сохранившийся вид обширного порядка гинкговых, процветавшего в течение мезозойской эры. Листопадное дерево, достигающее высоты 40 м при диаметре до 4 м, с обильно ветвящейся кроной, побегами двух типов — длинными и укороченными (последние многолетние, покрыты чешуйками), вееровидными выемчатыми длинночерешковыми листьями. Молодые листья обильно опушены. Пыльцевые и семенные органы развиваются на разных растениях (двудомность). Пыльцевые сережки собраны пучками на укороченных побегах, со спирально расположенными микроспорофиллами, несущими по два (редко три-четыре) спорангия.

Пыльцевые зерна безмешковые или с зачаточными мешками. Семяпочки парные на длинных ножках, с воротничком у основания. Лишь одна их них созревает. Зрелое семя крупное, с мясистым покровом. Гинкго обладает рядом архаичных признаков, к которым относятся открытое вильчатое жилкование, нередко встречающееся развитие семяпочек непосредственно на листьях, подвижные спермии, развитие зародыша после опадения семени.

Род гинкго появился в юрском периоде и вплоть до середины мелового периода играл заметную роль в лесной растительности всех континентов. Однако уже с конца мелового периода этот род, сохраняя очень широкий ареал, становится повсеместно малочисленным. Упадок гинкго, возможно, связан с выеданием ее семян широко распространившимися уже в древнетретичное время грызунами (а также исчезновением животных, которые успешно распространяли эти семена). Окончательный удар гинкго нанесли климатические изменения ледникового периода. Сейчас это растение сохраняется главным образом в культуре.

В естественном состоянии деревья гинкго сохранились лишь в горной местности на северо-востоке китайской провинции Чжэцзян на высоте 300-1100 м над уровнем моря, в условиях муссонного субтропического климата. Здесь гинкго входит в состав хвойно-широколиственного леса с криптомерией, ниссой, разнообразными лавровыми и другими третичными реликтами. Гинкго доживает до 3000 лет и более, плодоносит с 20-летнего возраста. При разведении в культуре мужские и женские растения выращивают отдельно, т. к. гниющие семена издают неприятный запах. В странах Восточной Азии гинкго разводят как священное дерево возле буддистских храмов, в Европе широко используют для озеленения, причем эти красивые деревья хорошо растут даже на улицах таких северных городов, как Рига, достигая очень крупных размеров. В Китае семена гинкго употребляют в пищу.

МИКРОСПОРОФИЛЛ - видоизмененный лист высшего растения, на котором (или в пазухе которого) развиваются микроспорангии с микроспорами, напр., у разноспоровых плауновидных, у голосеменных, папоротникообразных. У покрытосеменных микроспорофиллу соответствует тычинка.

СПОРАНГИЙ - орган размножения, в котором образуются споры.

ГНЕТОВЫЕ (Gnetales; гнетофиты, Gnetophyta), порядок (по другим представлениям, надпорядок или класс) вымерших и ныне живущих реликтовых голосеменных. Каждый из трех современных родов — гнетум, эфедра и вельвичия  (Gnetum, Ephedra, Welwitschia) представляет отдельное семейство или, по некоторым представлениям, отдельный порядок. Это деревья, кустарники, лианы, своеобразные формы с клубневидным стволом, листьями, как у лавра или редуцированными до мелких чешуек, а также (у вельвичии) ремневидными, в течение всей жизни растения нарастающими основаниями и отмирающими на верхушке. Характерно супротивное или перекрестно-парное листорасположение. Подобно покрытосеменным, гнетовые имеют сосуды в проводящих тканях. Репродуктивные органы в виде шишек, сережек, колосков, собранных в метельчатые соцветия. Их элементы в типичном случае располагаются мутовками. Мужские «цветки» нередко имеют недоразвитую семяпочку, функционирующую как нектарник. Нормально развитые семяпочки с двумя или тремя покровами, образующими наружный пыльцевход. Пыльцевые зерна ребристые или гладкие, у современных форм безмешковые. В довершение сходства с покрытосеменными, гнетум и вельвичия не имеют оформленных половых органов — архегониев. Оплодотворение происходит в многоядерных зародышевых мешках. К тому же у эфедры наблюдается слияние одного из спермиев  с брюшной канальцевой клеткой архегония, напоминающее двойное оплодотворение цветковых.

Из современных гнетовых только эфедра имеет широкое распространение, встречаясь в засушливых областях, на побережьях морей, на склонах гор. Гнетум и вельвичия имеют ограниченные ареалы, первый — в тропических лесах, вторая — в пустыне Намиб (Западная Африка). Однако в местах их обитания они весьма многочисленны и нередко выступают в качестве доминирующих форм.

До последнего времени гнетовые практически не имели геологической истории — их ископаемые остатки не были опознаны. Первое мезозойское растение, сближаемое с гнетовыми (эоанта, Eoantha), было описано в 1986 из нижнемеловых отложений Забайкалья. С тех пор находки ископаемых гнетовых с каждым годом становились все более частыми. В одном лишь забайкальском местонахождении Байса их известно не менее восьми родов. В прошлом гнетовые не только играли существенную роль в составе растительности, но и обладали большим морфологическим разнообразием, что делает более вероятным их участие в эволюционных процессах, приведших к формированию типичных покрытосеменных растений.

Своеобразие гнетовых давно уже подсказывало их отделение от голосеменных в особую группу «оболочкосеменных» (Chlamidospermae), которую некоторые исследователи рассматривали как промежуточную между голосеменными и покрытосеменными. В начале 20 в. была весьма популярна гипотеза происхождения покрытосеменных от гнетовых типа эфедры (при этом, естественно, считалось, что мелкие простого строения цветки примитивны; сейчас их чаще считают вторично упрощенными).

ВЕЛЬВИЧИЯ, род голосеменных растений семейства вельвичиевых. 1 вид, в пустынях на юго-западе Африки. Ствол диаметром до 1,2 м едва выступает над землей; 2 ремневидных кожистых стелющихся листа (длина 2-3 м, иногда до 8 м, ширина до 1,8 м). Живет до 2000 лет

ЖЕНЬШЕНЬ (кит. «корень жизни», букв. «человек-корень»; Panax ginseng C. A. Mey), редкое растение из семейства аралиевых, широко используемое в медицине. Травянистый многолетник с коротким корневищем и мясистым ветвящимся стержневым корнем до 3 см толщиной, с веретеновидными ответвлениями, запасающим химически активные вещества. Стебель тонкий, 40-60 см высотой, с мутовкой длинночерешковых пятипальчато-сложных листьев. Соцветие — верхушечный зонтик с мелкими желтовато-зелеными цветками. Плоды красные, с двумя семенами. Распространен в северо-восточном Китае, Корее и южной части российского Дальнего Востока, преимущественно в старых девственных хвойно-широколиственных лесах с кедром корейским, липой маньчжурской, дубом монгольским, бархатом амурским, лимонником, аралией. Чаще всего встречается на высоте 800-1000 м над уровнем моря, на хорошо дренированных бурых горнолесных почвах с толстым гумусовым слоем.

Этот медленно растущий вид начинает цвести в три года, плодоносить в пять-шесть лет. Он весьма холодоустойчив, выдерживает сорокоградусные морозы, семена находятся в состоянии покоя при низких температурах (при проращивании семян в культуре используется стратификация, а также обработка гиббереллинами). Оптимальная температура вегетативного периода 15-25°С.

С давних времен корень женьшеня использовали как источник тонизирующих соединений, укрепляющих здоровье и продлевающих жизнь. У близкого вида Panax zingibirensis, эндемичного для китайской провинции Юннянь (Линьмингуань), корневища используются для лечения анемии. Женьшень разводят в культуре, однако для получения высококачественного материала используются природные популяции. Разработаны нормы разумной добычи женьшеня, однако хищнический промысел привел к повсеместному сокращению его популяций. В ряде районов Китая женьшень полностью исчез, а в Приморье и на юге Хабаровского края он теперь очень редок. Принимаются меры для охраны женьшеня.                                                                                                                            

ЛОТОС (Nelumbo), редкое, красиво цветущее водное и околоводное растение из семейства лотосовых. Травянистый многолетник с толстым корневищем, запасающим питательные вещества. Погруженные листья чешуевидные, плавающие и надводные — крупные щитовидные на шиповатых черешках, с радиальным жилкованием и покрытой восковым налетом несмачиваемой поверхностью. Цветки до 30 см в диаметре, душистые, у лотоса орехоносного (N. nucifera) розовые, у лотоса желтого (N. lutea) — желтые, с массивным обратноконическим цветоложем, в которое погружены плодолистики и развивающиеся из них орешки. Зародыш с очень крупными семядолями.

Ископаемые остатки лотоса встречаются в меловых  и более поздних отложениях. Из двух современных видов, лотос орехоносный широко распространен в Южной Азии (Индия, Китай, Малазия, Филиппины) и на северо-западе Австралии, у нас — в дельтах Волги, Кубани, в Закавказье, бассейне Амура, по рр. Зея, Уссури, Большая Уссурка, на оз. Ханка. Лотос желтый встречается в Северной и Южной Америке, на Гавайских и Антильских о-вах. Не исключено, что его распространение в ряде районов (в частности, в Прикаспии), связано с деятельностью человека.

Обычные местообитания лотоса — илистые протоки, заводи, ильмени в дельтах рек, но иногда он поднимается высоко в горы (в Индии — до высоты 1500 м над уровнем моря). В древности лотос считали священным растением из-за его гелиотропизма — способности цветков поворачиваться за солнцем. Существовала легенда о счастливой стране лотофагов, жители которой, отведав лепестков лотоса, теряют память. Действительно, в Азии корневища и семена лотоса широко употребляют в пищу, но об их воздействии на память ничего не известно. Т. н. египетский лотос — растение из рода кувшинка.

МЕТАСЕКВОЙЯ (Metasequoia glyptostroboides), реликтовое хвойное растение из семейства таксодиевых, родственное гигантской американской секвойе. Красивое дерево высотой до 40 м при диаметре ствола до 2,5 м, с красновато-коричневой корой, ширококонической кроной, светло-зеленой листвой опадающих однолетних побегов. Листья плоские, мягкие, с низбегающим по оси черешком. Листорасположение двурядное, перекрестно-парное. Так же расположены чешуи пыльцевых и семенных шишек (этот признак отличает метасеквойю от секвойи и болотного кипариса). В пазушных пыльцевых шишечках до 20 микроспорофиллов с тремя спорангиями каждый. Семенные шишки на концах побегов, с 20-28 чешуями, по 5-9 семяпочек на каждой. Семена мелкие двусторонне-окрыленные.

Род метасеквойя был установлен палеоботаником Мики на ископаемом материале из плиоцена Японии. Вскоре были найдены живые экземпляры, и метасеквойя получила широкую известность как живое ископаемое. Начиная с позднемеловой эпохи, этот род был широко распространен в Северной Евразии и Северной Америке как основной лесообразователь арктотретичной растительности. Метасеквойя часто росла вместе с болотным кипарисом, ее остатки находят в угольных пластах. Резкое сокращение и почти полное вымирание метасеквойи связано с ледниковым периодом. Наряду с неблагоприятными климатическими условиями, определенную роль в ее вымирании могла сыграть конкуренция быстрорастущих широколиственных пород. Сейчас она сохранилась лишь в реликтовых горных лесах арктотретичного облика на границе китайских провинций Хубей, Сычуань и Хунань на высоте 800-1500 м над уровнем моря, преимущественно в горных долинах с глубокими почвами, в условиях умеренного климата с влажным, прохладным летом и мягкой зимой (температура здесь не падает ниже 8°С). Метасеквойя хорошо растет в культуре, устойчива к загрязнениям воздуха и в Китае с успехом высаживается не только на улицах городов, но и по обочинам автострад.

МИКРОБИОТА (Microbiota decussata Kom.), редкий вид хвойных из семейства кипарисовых. Стелющийся кустарник с длинными приподнимающимися плоскими ветвями. Листья перекрестно-парные, чешуйчатые, темно-зеленые, зимой буреющие. Пыльцевые и семенные шишки на разных или на одном растении, пыльцевые — колосковидные, семенные — мелкие, с кожистыми одревесневающими чешуями, раскрывающиеся двумя или четырьмя створками. Семена бескрылые. В систематическом отношении микробиота наиболее близка американской биоте (Biota), но в регионе ее современного обитания родственных растений не имеет и рассматривается как типичный палеоэндем с крайне ограниченным ареалом (в пределах которого она, однако, локально достигает очень высокой численности и доминирует в составе растительного покрова).

Микробиота в ископаемом состоянии достоверно неизвестна, хотя остатки древесины с анатомическими признаками этого растения найдены в третичных отложениях Сихотэ-Алиня. В настоящее время этот род известен только в пределах этого горного массива, на водоразделах рек и вершинах гор, где образует обширные заросли по каменистым россыпям. Микробиота живет до ста лет и более (предельный возраст не установлен). Местным населением используется для лечения ревматизма. Есть опыт внедрения микробиоты в культуру в качестве декоративного растения.

ПЛАТАН (Platanus), один современный род крупных листопадных деревьев семейства платановых и несколько ископаемых. Сохранилось ок. 10 видов, в Сев. Америке и от Вост. Средиземноморья до Индокитая; платан восточный (или чинар) — на Кавказе и в Ср. Азии; редкий реликтовый вид.

Платан достигает высоты 50 м при диаметре 5 м. Известны гигантские экземпляры толщиной до 18 м, с кроной до 40 м в поперечнике. Его мощный ствол имеет пятнистую зеленоватую и светлосерую окраску из-за отделяющейся пластинами коры. Крона раскидистая, листья длинночерешковые, с расширенным основанием черешка, прикрывающим почку, с прилистниками, срастающимися в кольцевидный воротничок. Листовая пластинка 3-5-лопастная, зубчатая, с пальчато-перистым жилкованием, у растущего в Индокитае вида платан Керра — цельная (как у лавра). Молодые листья обильно опушенные. Тычиночные и пестичные соцветия головчатые, по одному или кистями на свисающих ножках, зимуют на дереве и опадают в начале лета. Мужские цветки из 3-4 (до 7) тычинок, имеющих короткую нить и массивный 2-гнездный пыльник с выступающим связником. Пыльца трехбороздно-поровая, сетчатая. Женские цветки из 5-9 свободных плодолистиков. Плод — семянка с хохолком длинных волосков при основании.

Платан относится к числу наиболее древних цветковых растений, появившихся в середине мелового периода. Уже в позднемеловую эпоху платаны, судя по остаткам древесины, достигали размеров крупного дерева. Характерные листья и соплодия платанов и близких к ним вымерших родов в позднемеловых и палеогеновых отложениях Евразии и Северной Америки встречаются повсеместно, свидетельствуя об обширном, практически сплошном ареале, в пределах которого эти деревья входили в состав плакорных хвойно-широколиственных лесов. Массовые скопления листьев в прирусловых отложениях дают основание считать платаны основными лесообразователями речных долин. Платаны в то время встречались во всех климатических зонах, достигая наибольшего разнообразия во флорах Арктики. В неогене частота встречаемости платана несколько сокращается, хотя ареал остается тем же. Сейчас этот род имеет разорванный ареал в пределах субтропической и теплоумеренной зон. Азиатский вид платан восточный, Platanus orientalis (чинара) встречается на Балканах, Ближнем Востоке, в Закавказье, Средней Азии, Иране, Афганистане, Гималаях. В Северной Америке широко распространен платан западный (Platanus occidentalis). Эти два вида легко гибридизируют, что свидетельствует об их недавнем обособлении. Их гибрид «платан кленолистный» (Platanus acerifolia) широко разводят в культуре. Еще до восьми не всеми признаваемых видов насчитывается на юге США и в Мексике. В связи с тем, что платан издавна используют в культуре, сейчас уже трудно определить, какие из его местообитаний являются первичными. Платановые рощи Средиземноморья и Средней Азии, по крайней мере, частично возникли из одичавших посадок.

Платан — речнодолинное дерево, быстро растущее, хорошо развивающееся на влажных аллювиальных почвах. По горным ущельям он поднимается до высоты 2,5 км, образуя чистые насаждения — платановые рощи, или же в сочетании c орехом, ясенем, ивой. Из-за его быстрого роста и декоративных свойств, платан широко используют для озеленения городов.

ТИСС (Taxus) (тис), хвойные деревья и кустарники, представители семейства тиссовых. Включает восемь видов, среди которых наиболее широко распространен тисс ягодный (Taxus baccata), встречающийся в Европе, на Ближнем Востоке, на Кавказе, в Северной Африке. Это медленно растущее вечнозеленое дерево достигает возраста 4000 лет и максимальных размеров до 30 м в высоту при диаметре ствола 2,5 м. Листья на горизонтальных побегах двурядные. Пыльцевые шишки в пазухах листьев, со щитковидными микроспорофиллами, несущими по 5-9 спорангиев. Семенные органы в виде одной, редко двух-трех, прямых семяпочек на короткой ножке. Семена («ягоды») с сочной кровелькой, окрашенной у этого вида в красный цвет. Семена распространяются птицами.

Тисс ягодный теневынослив и хорошо возобновляется под кровлей широколиственных буково-грабовых и смешанных лесов, нередко в сообществе с самшитом  (широко известна живописная тиссово-самшитовая роща возле г. Хоста на черноморском побережье). Древесина тисса весьма устойчива и в древности использовалась для изготовления саркофагов, луков, сейчас применяется для изготовления мебели и различных столярных изделий. В Европе тисс ягодный широко разводят как декоративное растение.

Другие виды тисса распространены более локально и могут рассматриваться как реликтовые. Так, дальневосточный вид - тисс остроконечный (Taxus cuspidata, отличающийся от ягодного формой заостренных шиповатых листьев и короткой кровелькой семян) растет в хвойно-широколиственных лесах, возобновляется вегетативно, реже семенами. На северной границе своего ареала представлен кустарниковой формой. Известны также стелющиеся формы тисса, образующие густые заросли.

Тисс появился в юрском периоде и был широко распространен в течение позднего мезозоя и кайнозоя, однако численность его остатков в комплексах ископаемых растений обычно невысока. Тисс устойчив к неблагоприятным климатическим воздействиям и вредителям, что обеспечило его выживание в течение многих миллионов лет. Тисс содержит ядовитые вещества, однако в дальневосточных лесах верхушки его побегов с семенами интенсивно обгрызаются оленями и другими животными, возможно, в качестве лечебного (антигельминтозного) средства, а семена к тому же уничтожаются птицами и грызунами, что препятствует его нормальному возобновлению.

Работа подготовлена по материалам

Большой Энциклопедии Кирилла и Мефодия 2012