В прежние времена молодые побеги орляка употребляли в пищу, корневище служило в качестве мыла, листья, обладающие противогнилостными свойствами, использовались для завертывания плодов и овощей, зола, содержащая много калия, находила применение на заводах по производству стекла и мыла.
МХИ
Мхи - зеленые, автотрофные растения, способные создавать органические вещества из углекислого газа и воды. По типу питания они сходны со всеми теми зелеными растениями, о которых уже было рассказано.
Мхи принадлежат к числу высших растений. Но это - самые примитивные, наиболее просто устроенные высшие растения. У них нет, например, настоящих корней со многими специализированными тканями. Роль корней выполняют ризоиды - мелкие нитевидные отростки. Стебли и листья мхов имеют очень простое, довольно однородное микроскопическое строение (здесь, как правило, почти не выделяются различные ткани).
Мхи - самые мелкие среди высших растений. Их размеры исчисляются немногими миллиметрами, реже сантиметрами. Наконец, мхи - самые мелколистные растения. Листья многих видов мхов настолько малы, что почти не различимы простым глазом. Анатомическое строение таких листьев-чешуек предельно просто. Если посмотреть поперечный разрез листа под микроскопом, то можно увидеть сплошную цепочку из отдельных клеток, соединенных друг с другом в ряд. Следовательно, лист мха - это пластинка толщиной в одну клетку. Меньшую толщину невозможно себе представить. Лишь у немногих видов мхов листья многослойны и имеют более сложное микроскопическое строение. Другая удивительная подробность: листья мхов лишены наружного защитного слоя, который препятствовал бы испарению воды из клеток. Такие листья совершенно не защищены от высыхания. Этим мхи также отличаются от многих других высших растений, живущих на суше.
Жизнь мхов очень своеобразна. Эти маленькие хрупкие растения круглый год остаются зелеными. Такими их можно найти даже зимой под снегом. Они словно нечувствительны к холоду. Весной, едва сошел снег и чуть пригрело солнце, мхи быстро оживают. Однако в дальнейшем они находятся в состоянии активной жизни далеко не все время. Эти растения по-настоящему живут лишь в отдельные периоды лета, когда они смочены водой. Именно в это время, когда достаточно влаги, у них идет фотосинтез, рост, размножение. Словом, мхи живут как бы от дождя до дождя. Их жизнедеятельность тесно связана с наличием воды, они очень зависят от влажности. Когда дождя долго нет, мхи высыхают и все жизненные процессы останавливаются. Однако растения не погибают, а просто переходят в стадию покоя, словно впадают в глубокую спячку. И так до следующего дождя.
Почему же мхи так выносливы? Дело здесь в особых свойствах клеток этих растений. Живое содержимое клетки - протопласт, представляющий собой крохотный комочек живого вещества, при подсыхании не погибает, а переходит в покоящееся состояние. Благодаря удивительным свойствам протопласта мхи переносят высыхание без всякого вреда для себя.
Сколько же времени мох может оставаться живым после того, как он высохнет? Этим вопросом заинтересовался почти полвека назад эстонский ботаник Мальта. Он брал сухие мхи, смачивал их водой и наблюдал, оживут ли они, будут ли появляться у них признаки роста. Для своих опытов ученый взял мхи, пролежавшие некоторое время в гербарии (сколько именно времени - можно было точно установить по гербарной этикетке). И тут выяснилась поразительная живучесть этих растений. Некоторые мхи ожили и стали давать новые побеги даже после девятилетнего хранения, а один вернулся к жизни, пролежав в гербарном шкафу целых 19 лет. Так долго не сохраняют всхожесть при хранении в сухом виде даже семена некоторых цветковых растений.
У мхов есть и еще одна любопытная особенность. В противоположность более крупным сухопутным растениям они поглощают воду главным образом листьями. Причем совершенно пассивно - так же, как впитывает воду вата или губка. Столь же легко мхи и отдают влагу при высыхании. Они не прилагают особых усилий, чтобы удержать ее. Ничего подобного, конечно, нет у более крупных сухопутных растений. Им нередко приходится с большим трудом добывать себе воду из почвы и с не меньшим трудом удерживать ее в листьях и стеблях. Для того чтобы уменьшить испарение, растения закрывают устьица, свертывают трубкой листья и т.д.
Мхи размножаются спорами - мельчайшими живыми частичками, которые в массе похожи на тонкий желтый порошок. Споры образуются в особых коробочках, имеющих у разных мхов различную величину и форму. Особенно хорошо заметны коробочки у мха кукушкин лен: они сидят на конце длинных тонких стебельков, поднимающихся кверху. Молодые коробочки прикрыты оригинальным войлочным колпачком. Его нетрудно снять - и тогда обнажается маленькая зеленая коробочка, немного похожая на спортивный кубок. Наверху коробочки - крышечка, которая опадает, когда споры становятся зрелыми. Но коробочка все же при этом не открывается, она остается сверху закрытой. Мельчайшие споры понемногу высыпаются через особые отверстия в верхней части коробочки. Они рассеиваются постепенно, небольшими порциями. Споры мхов настолько мелки, что их легко подхватывают и переносят потоки воздуха. Попав в подходящие условия, споры прорастают и дают начало новым растениям.
Вы, наверное, не раз наблюдали, как на том месте, которое остается в лесу после костра, через некоторое время появляется зеленый "пушок" мхов. Откуда взялись здесь мхи? Они выросли из спор, прилетевших по воздуху.
Интересно проследить, как происходит прорастание споры мха. У кукушкина льна, например, из споры сначала появляется микроскопическая зеленая нить, так называемая протонема. Она совершенно непохожа на взрослый мох, но очень напоминает нитчатую зеленую водоросль. Эта нить разрастается, ветвится, и только через некоторое время на ней образуются почки, а из них уже вырастают и знакомые всем стебельки с листьями. У некоторых мхов протонема имеет вид крошечной зеленой пластинки.
Итак, мох в первое время жизни очень напоминает нитчатую или пластинчатую зеленую водоросль. Некоторые ученые считают это указанием на то, что мхи произошли от зеленых водорослей.
Мхи характерны для наших хвойных лесов - сосняков и ельников. Здесь они часто образуют на почве сплошной покров изумрудно-золеного цвета. После дождя моховой ковер делается особенно мягким, чуть-чуть упругим. В сухую погоду, когда долго не было дождя, мхи сморщиваются, грубеют и выглядят мертвыми, безжизненными. Некоторые из них, наиболее нежные, меняются при этом до неузнаваемости.
В лиственных лесах - дубняках, липняках, осинниках - сплошного мохового покрова не бывает, и мхи здесь вообще довольно редки. Они плохо уживаются с лиственными древесными породами. Особенно мало мхов в дубняках, где их подавляет огромная масса листвы, которая опадает осенью с деревьев. Под пологом дубового леса мхи встречаются изредка и обычно только на кучках земли, которую выбрасывают на поверхность кроты. К тому же это мхи особые, совсем не те, что образуют ковер в хвойных лесах.
В лесу мхи развиваются не только на почве, но и на стволах деревьев в качестве эпифитов. Однако они обычно не поднимаются высоко, оставаясь лишь в нижней части ствола. В дальнейшем, говоря о мхах, мы будем иметь в виду только те мхи, которые развиваются на почве.
В лесу мхи, как и травы, испытывают на себе сильное влияние деревьев. Им, как самым низкорослым лесным растениям, достается меньше всего света, и они очень теневыносливы. Мхи - наиболее теневыносливые среди лесных растений. В этом отношении они очень неприхотливы.
Однако мхи далеко не безразличны к влажности почвы, причем разные их виды предъявляют неодинаковые требования к влажности. Одни из них встречаются только на очень сырых местах, другие - на более сухих, третьи на очень сухих и т.д. Иначе говоря, мхи - хорошие индикаторы влажности почвы. Так же небезразличны они и к обеспеченности почвы питательными веществами. Одни мхи приурочены к очень бедным почвам, другие - к более богатым, третьи - к очень богатым.
В наших лесах встречается довольно много видов мхов. Интересно, что почти все они не имеют русских народных названий - только научные латинские. Одно из редких исключений - кукушкин лен, или "долгий мох" (у него действительно длинный стебель-до 30-40 см).
Многие мхи довольно сходны по внешности, но различать их не так сложно, как кажется на первый взгляд. Посмотрите внимательно на разные лесные мхи, попробуйте сравнить их - вы легко увидите различия между ними. У одних видов стебельки растут прямо вверх и не ветвятся. Именно это мы видим, например, у кукушкина льна (название его не случайно - он действительно напоминает сильно уменьшенное растение льна). У других мхов стебли распростерты по земле и более или менее разветвлены. Различны и листья: то широкие и хорошо заметные простым глазом, то узкие и очень мелкие. Иногда листья настолько малы, что их можно увидеть только в лупу.
Разные виды мхов сильно различаются и по окраске - от темной, почти черной, до светлой, желтовато-зеленой.
Словом, каждый вид имеет свои характерные отличительные признаки. Среди множества лесных мхов некоторые особенно выделяются, так как имеют очень характерный облик. Это, так сказать, виды "с особыми приметами". О нескольких таких лесных мхах мы сейчас и расскажем.
Рис. 24. Мхи родобриум (а), мниум (б) и хилокомиум (в)
Родобриум розовый (Rhodobryum roseum). Если во влажную погоду внимательно присмотреться к моховому ковру в еловых лесах, иногда можно увидеть мелкие темно-зеленые звездочки. Они редко превышают по размерам двухкопеечную монету. Каждая звездочка - это розетка маленьких листьев мха, который называется родобриум розовый. Листья мха расположены горизонтально и направлены во все стороны, как лучи звезды (рис. 24). Их нетрудно видеть простым глазом. Можно различить даже, что они имеют удлиненно-овальную форму и заострены на верхушке. Такие листья в мире мхов считаются очень крупными. Стебелек мха начинается сразу под пучком листьев и идет прямо вниз. Вырвите мох вместе со стебельком. Какое оригинальное растение! Оно очень напоминает пальму. Тот же ствол, те же широкие листья наверху. Настоящая пальма в миниатюре.
Мниум (некоторые виды рода Mnium). Листья этого мха имеют овальную форму, их длина - с зерно пшеницы. Они прикрепляются к горизонтальному стебельку с двух противоположных сторон и расположены не очень густо (рис. 24). По общему виду мох напоминает сильно уменьшенное растение вербейника монетчатого: такой же горизонтальный стебель, сходные по форме листья, отходящие в одну и другую сторону.
Свою характерную форму листья мниума имеют только во влажную погоду. Это очень тонкие и нежные полупрозрачные пластинки. При подсыхании они сильно уменьшаются в размерах и сморщиваются до неузнаваемости. Если посмотреть влажный лист на свет, можно заметить, что по всей его длине проходит тонкая средняя жилка. Когда такой лист рассматриваешь под микроскопом, отчетливо видна каждая из его клеток. Внутри клеток привлекают внимание многочисленные мелкие зеленые зернышки - хлоропласты. В этих мельчайших живых тельцах в светлое время дня идет удивительный процесс фотосинтеза: из углекислого газа и воды вырабатываются сахар и крахмал. Ни один химик в мире пока что не может повторить в своей лаборатории то, что происходит в хлоропластах. Под микроскопом хорошо видно также, что клетки листа совершенно не заслоняют друг друга. Одна клетка не мешает рассматривать другую, все они располагаются только в одной плоскости. Иными словами, лист предельно тонкий - толщина его всего в одну клетку. Это редкий естественный препарат для рассматривания клеток, как бы приготовленный самой природой.
Чтобы получить искусственно подобный препарат, например, из стебля или корня, приходится делать множество очень тонких срезов бритвой, причем лишь немногие оказываются удачными.
Удивителен лист этого мха - тончайшая пластинка из живых клеток, не защищенных от потери воды! Содержимое клеток почти соприкасается с воздухом, и все-таки клетки живут и выполняют свою сложную и многообразную работу.
Хилокомиум блестящий (Hylocomium splendens). Этот мох имеет совсем иное строение. Листья его - зеленые чешуйки, настолько мелкие, что их почти невозможно увидеть простым глазом. Они густо покрывают тонкие, сильно разветвленные стебельки растения. Внешний вид данного мха очень характерен - растение как бы состоит из нескольких этажей (рис. 24). На главном стебле - три-четыре таких горизонтальных этажа. Каждый из них - это густое переплетение тонких веточек. Стебель растет наклонно и разветвляется только в этажах, на остальном протяжении он совершенно лишен ветвей. Получается нечто вроде лестницы с несколькими ступеньками. Каждая из них соответствует определенному году жизни мха. В начале лета над последней, самой верхней ступенькой можно видеть растущий конец стебля, похожий на крючок. К концу лета он достаточно разовьется и образует очередной этаж. Конечно, все эти особенности мха лучше видны, когда он влажный.
Мох хилокомиум обычен в хвойных лесах. Именно он иногда составляет основу зеленого мохового ковра на поверхности почвы в сосняках и ельниках.
Характерная внешность мха, как бы состоящего из отдельных этажей, нашла отражение в его немецком названии. Немцы называют его "этажным мхом".
Рис. 25. Мхи птилиум (а) и климациум древовидный (б)
Птилиум (Ptilium crista castrensis) - один из самых изящных мхов в наших хвойных лесах. Он очень красив - блестящие шелковистые "перышки" светло-зеленого цвета (рис. 25). Они почти горизонтально распростерты по земле, причем кончик слегка приподнят. Форма "перышка" - сильно вытянутый клин, а длина обычно не более пальца. Сходство с пером объясняется тем, что от главного стебля по обе стороны отходят длинные тонкие боковые веточки, которые расположены почти параллельно и тесно соприкасаются друг с другом. Эти веточки покрыты чрезвычайно мелкими листьями. "Перышки" птилиума немного похожи на миниатюрные листья папоротника: они у основания более широкие, а к верхушке постепенно сходят на нет.
Встречается данный вид чаще в сосновых лесах или ельниках с примесью сосны. Это - своеобразный спутник сосны. Однако сплошного покрова в лесу на сколько-нибудь значительной площади он никогда не образует.
Климациум древовидный (Climacium dendroides). У этого мха от земли поднимается вертикальный стебелек, от которого в верхней части отходят во все стороны боковые веточки, образуя пучок. Получается настоящее миниатюрное дерево со стволом и кроной (рис. 25). Главный стебель мха и его боковые ветви густо покрыты довольно мелкими чешуйчатыми листьями. В сухом состоянии мох ярко-зеленый и слегка блестящий. Интересно, что отдельные древовидные стебельки хотя и стоят одиночно, но связаны между собой общим "корневищем", которое простирается горизонтально у поверхности почвы.
Климациум обычен на осветленных местах в сырых лесах.
Сфагнум (виды рода Sphagnum). Мох сфагнум отличается от всех остальных тем, что имеет необычно светлый, почти салатный цвет. Такой бледно-зеленой окраски у других мхов не бывает. Светлые подушки сфагнума мы видим в лесу только там, где очень сыро. Этот мох очень влаголюбив. Интересно, что зеленоватую окраску сфагнум имеет лишь тогда, когда он достаточно влажный. Высохнув, он становится почти белым, поэтому его иногда называют "белым мхом".
Такой способности обесцвечиваться при высыхании у других мхов нет.
Строение сфагнума очень своеобразно. Попробуем поглубже погрузить руку в сфагновую подушку и выдернуть пучок стеблей. Сделать это удается без особого труда. Что мы увидим при этом? Стебли мха светлеют книзу и в самом низу совершенно белые. Дело в том, что сфагнум все время растет вверх, а нижняя часть растения отмирает и обесцвечивается.
Теперь попробуем выделить из общей массы одно растение сфагнума. Мох имеет хорошо заметный главный стебель. От него отходят во все стороны боковые веточки, довольно длинные и тонкие. Неопытный глаз может их принять за листья. Чем выше по стеблю, тем больше скучены веточки. на самой верхушке стебля они собраны в плотный пучок. Это характерная особенность данного мха.
Листья сфагнума - мельчайшие чешуйки, почти не видимые простым глазом. Они густо покрывают и главный стебелек, и все его ответвления. Это чрезвычайно тонкие пластинки. Толщина их, как и у многих других мхов, минимальная - всего одна клетка. Микроскопическое строение листа очень своеобразно. Если рассматривать лист при малом увеличении микроскопа, видна словно зеленая сетка с белыми ячейками. При более сильном увеличении видно, что сетка - это множество вытянутых живых клеток, соединенных концами друг с другом. Они светятся яркой изумрудной зеленью. Прозрачные неправильно-овальные промежутки между ними - это особые клетки-резервуары, мертвые и пустые. Словно микроскопические цистерны для воды. Их называют водоносными, пли, иначе, гиалиновыми, клетками. Когда мох намокает, эти клетки наполняются водой и растение становится зеленоватым. Но как только мох высохнет, они пустеют и заполняются воздухом. Множество таких камер, содержащих воздух, придают растению беловатую окраску.
Вместимость водоносных клеток поразительна. Насыщенный водой сфагнум весит в 15-20 раз больше, чем сухой. Сфагновый мох - настоящее растение-губка.
Сфагнум - это название рода мхов. В роде насчитывается довольно много видов: в СССР их больше 40. Все они внешне довольно похожи друг на друга. Большинство их - обитатели так называемых верховых болот. Отмирая, они служат материалом для образования торфа. Однако есть виды сфагнума, которые обитают и в лесах. К ним относится, например, сфагнум Гиргензона (Sphagnum girgensohnii).
***
Мы познакомились лишь с немногими видами мхов, которые имеют особенно характерный облик. Один напоминает пальму, другой - распространенное травянистое растение, третий - лестницу, четвертый - лист папоротника, пятый - дерево.
Надо заметить, что эти крошечные растения не лишены своеобразной красоты и изящества. Нежные прозрачные листочки одних мхов, блестящие шелковистые стебельки других, оригинальная форма третьих доставляют любителю природы такое же наслаждение, как и настоящие большие растения.
Мхами можно любоваться не только в природе, в лесу. Их нетрудно выращивать и дома. Они очень неприхотливы и не требуют ни большого пространства, ни особого ухода. Положите небольшую дернинку мха вместе с верхним слоем почвы на блюдце, слегка полейте водой и закройте сверху тонким стаканом. Мхи будут всегда свежими и живыми.
Если у вас под стаканом несколько видов мхов, то получится нечто вроде маленького ботанического сада на чайном блюдце.
ЛИШАЙНИКИ
Мы познакомились уже с несколькими группами лесного растительного населения: деревьями, кустарниками, кустарничками, травами, мхами. Все эти обитатели леса относятся к числу высших растений: у них мы, как правило, находим стебли, листья, корни. Познакомимся теперь с лишайниками представителями низших растений. Они устроены гораздо проще: разделения на отдельные органы, сильно различающиеся по внешнему виду, у них нет.
Трудно себе представить лес без лишайников. Эти своеобразные растения часто встречаются на деревьях. Взгляните, например, на толстые стволы старых берез или сосен где-нибудь на опушке леса. Они обычно покрыты серовато-бирюзовым чешуйчатым налетом. А стволы осин нередко бывают украшены яркими желто-оранжевыми лепешками. Это все - лишайники.
Поселяются лишайники не только на стволах, но и на ветвях деревьев, иногда покрывая их сплошь. Причудливый вид придают они некоторым елям, свешиваясь с ветвей наподобие бороды или косм. Особенно сильно разрастаются лишайники на деревьях в наших северных хвойных лесах. Тот, кто бывал на Севере, это хорошо знает. Сосны и ели так обрастают ими, что даже коры не видно. И ветви становятся бело-мохнатыми, как будто покрываются клочьями ваты. Фантастический, сказочный вид имеет лес из таких деревьев. Настоящее царство Берендея!
Распространено мнение, будто лишайники, поселяясь на деревьях, причиняют им вред, губят их. Так думают, наверное, потому, что больше всего лишайников мы видим всегда на чахлых, корявых деревьях. Некоторые даже считают, что они высасывают соки из дерева, т.е. являются паразитами. Все это, конечно, заблуждение. Лишайники, живущие на деревьях, принадлежат к так называемым эпифитам, они используют дерево только как место для поселения, по отнюдь не как источник питания.
Но чем же тогда объяснить тот факт, что на плохо растущих деревьях всегда много лишайников? Объясняется это следующим. Когда дерево растет хорошо, наружный слой коры на его стволе и ветвях довольно быстро шелушится. С поверхности ствола то и дело отделяются чешуйки отмершей коры. В этих условиях лишайникам трудно удержаться на том месте, где они поселились. Дерево их постоянно сбрасывает вместе со своей старой "одеждой".
Совсем другое дело, когда деревья растут медленно, плохо. Кора таких деревьев шелушится очень слабо, и лишайники пышно разрастаются, сплошь покрывая ствол и ветви. Обилие лишайников на дереве - не причина, а лишь следствие его плохого роста.
Еще два слова об эпифитных лишайниках - поселенцах на деревьях. Обратите внимание: много ли их встречается в парках наших крупных городов, например Москвы, Ленинграда? Оказывается, их там совсем нет: стволы и ветви деревьев совершенно чистые. Но вне города, в лесу, лишайников на деревьях довольно много. В чем же дело? Почему лишайники не встречаются в больших городах? Причина в том, что они очень чувствительны к загрязненности воздуха. А в городах и промышленных центрах он далек от идеальной чистоты. Фабрики и заводы выбрасывают в атмосферу много различных вредных газов, отравляющих воздух. Именно эти газы (особенно сернистый газ) и губят лишайники.
Известен, например, такой случай. Незадолго до Октябрьской революции (1917 г.) в Петербурге появилось довольно много фабрик и заводов. В результате в городе резко увеличилась загрязненность воздуха. Ботаники заметили, что это сильно отразилось на тех лишайниках, которые развивались в Петербургском ботаническом саду (он находился в черте города). Растения стали обнаруживать признаки сильного угнетения и начали постепенно отмирать. Но несколько лет спустя, в период гражданской войны, положение изменилось. Многие фабрики и заводы остановились, воздух стал чище, и лишайники стали заметно лучше развиваться. Однако, когда вскоре промышленные предприятия опять начали работать, лишайниковая флора целиком погибла.
Таким образом, лишайники - своеобразные индикаторы чистоты воздуха. Если вы, будучи в каком-либо месте, увидите на деревьях и других предметах много этих растений, можете быть уверены, что воздух тут свободен от промышленных газов.
Но вернемся вновь в лес. Лишайники поселяются в лесу не только на деревьях. Они живут и на почве. Больше всего их, пожалуй, в сухом смолистом бору где-нибудь на песчаных дюнах. Сосны тут невысокие, суковатые, стоят редко. А под ними, на почве - сплошной белый ковер лишайников. Это так называемый бор-беломошник. В сухую погоду, когда долго нет дождя, по такому лесу не пройдешь тихо, неслышно: лишайники хрустят под ногами. Высыхая, они становятся ломкими я крошатся даже при легком прикосновении.
Лишайники иногда путают с мхами. Действительно, они похожи на мхи. Такие же мелкие, так же поселяются на деревьях и на почве в лесу. Какое же различие между ними? Лучше всего их различать, пожалуй, по цвету. Лишайники никогда не имеют того яркого зеленого цвета, какой бывает у мхов. Окраска их вообще очень разнообразна. Природа не поскупилась здесь на краски. Они бывают и совершенно черными, и чисто-белыми, кроваво-красными и бирюзовыми, канареечно-желтыми и пепельно-серыми, огненно-оранжевыми и коричневатыми. Но только одного цвета не дала им природа - чистого зеленого.
По форме лишайники также очень разнообразны. Одни из них похожи на кустики самой различной внешности, другие - на пластинки причудливых очертаний. Но больше всего таких, которые напоминают тонкие корочки и плотно прирастают к камням и скалам, к коре деревьев и стенам зданий. Оторвать их нельзя - можно только соскоблить ножом. Это так называемые накипные, или корковые, лишайники.
Иакова же природа лишайников? Что представляют собой эти оригинальные растения? Возьмем для примера те из них, которые развиваются на стволах деревьев и имеют вид пластинок. Если сделать острой бритвой очень тонкий поперечный срез какого-нибудь из таких лишайников и посмотреть под микроскопом, мы увидим интересную картину: в поле зрения будет виден как бы войлок из тончайших бесцветных трубочек, причудливо переплетенных друг с другом. Это нити гриба, которые составляют основную массу тела лишайника. Среди рыхлого прозрачного "войлока" виднеются маленькие изумрудно-зеленые шарики - клетки микроскопической водоросли. Они располагаются в виде особого слоя на небольшой глубине от верхней поверхности лишайника. Благодаря такому расположению зеленые клетки получают больше света, необходимого им для фотосинтеза. Таким образом, лишайник состоит из нитей гриба и клеток зеленой водоросли.
МХИ
Мхи - зеленые, автотрофные растения, способные создавать органические вещества из углекислого газа и воды. По типу питания они сходны со всеми теми зелеными растениями, о которых уже было рассказано.
Мхи принадлежат к числу высших растений. Но это - самые примитивные, наиболее просто устроенные высшие растения. У них нет, например, настоящих корней со многими специализированными тканями. Роль корней выполняют ризоиды - мелкие нитевидные отростки. Стебли и листья мхов имеют очень простое, довольно однородное микроскопическое строение (здесь, как правило, почти не выделяются различные ткани).
Мхи - самые мелкие среди высших растений. Их размеры исчисляются немногими миллиметрами, реже сантиметрами. Наконец, мхи - самые мелколистные растения. Листья многих видов мхов настолько малы, что почти не различимы простым глазом. Анатомическое строение таких листьев-чешуек предельно просто. Если посмотреть поперечный разрез листа под микроскопом, то можно увидеть сплошную цепочку из отдельных клеток, соединенных друг с другом в ряд. Следовательно, лист мха - это пластинка толщиной в одну клетку. Меньшую толщину невозможно себе представить. Лишь у немногих видов мхов листья многослойны и имеют более сложное микроскопическое строение. Другая удивительная подробность: листья мхов лишены наружного защитного слоя, который препятствовал бы испарению воды из клеток. Такие листья совершенно не защищены от высыхания. Этим мхи также отличаются от многих других высших растений, живущих на суше.
Жизнь мхов очень своеобразна. Эти маленькие хрупкие растения круглый год остаются зелеными. Такими их можно найти даже зимой под снегом. Они словно нечувствительны к холоду. Весной, едва сошел снег и чуть пригрело солнце, мхи быстро оживают. Однако в дальнейшем они находятся в состоянии активной жизни далеко не все время. Эти растения по-настоящему живут лишь в отдельные периоды лета, когда они смочены водой. Именно в это время, когда достаточно влаги, у них идет фотосинтез, рост, размножение. Словом, мхи живут как бы от дождя до дождя. Их жизнедеятельность тесно связана с наличием воды, они очень зависят от влажности. Когда дождя долго нет, мхи высыхают и все жизненные процессы останавливаются. Однако растения не погибают, а просто переходят в стадию покоя, словно впадают в глубокую спячку. И так до следующего дождя.
Почему же мхи так выносливы? Дело здесь в особых свойствах клеток этих растений. Живое содержимое клетки - протопласт, представляющий собой крохотный комочек живого вещества, при подсыхании не погибает, а переходит в покоящееся состояние. Благодаря удивительным свойствам протопласта мхи переносят высыхание без всякого вреда для себя.
Сколько же времени мох может оставаться живым после того, как он высохнет? Этим вопросом заинтересовался почти полвека назад эстонский ботаник Мальта. Он брал сухие мхи, смачивал их водой и наблюдал, оживут ли они, будут ли появляться у них признаки роста. Для своих опытов ученый взял мхи, пролежавшие некоторое время в гербарии (сколько именно времени - можно было точно установить по гербарной этикетке). И тут выяснилась поразительная живучесть этих растений. Некоторые мхи ожили и стали давать новые побеги даже после девятилетнего хранения, а один вернулся к жизни, пролежав в гербарном шкафу целых 19 лет. Так долго не сохраняют всхожесть при хранении в сухом виде даже семена некоторых цветковых растений.
У мхов есть и еще одна любопытная особенность. В противоположность более крупным сухопутным растениям они поглощают воду главным образом листьями. Причем совершенно пассивно - так же, как впитывает воду вата или губка. Столь же легко мхи и отдают влагу при высыхании. Они не прилагают особых усилий, чтобы удержать ее. Ничего подобного, конечно, нет у более крупных сухопутных растений. Им нередко приходится с большим трудом добывать себе воду из почвы и с не меньшим трудом удерживать ее в листьях и стеблях. Для того чтобы уменьшить испарение, растения закрывают устьица, свертывают трубкой листья и т.д.
Мхи размножаются спорами - мельчайшими живыми частичками, которые в массе похожи на тонкий желтый порошок. Споры образуются в особых коробочках, имеющих у разных мхов различную величину и форму. Особенно хорошо заметны коробочки у мха кукушкин лен: они сидят на конце длинных тонких стебельков, поднимающихся кверху. Молодые коробочки прикрыты оригинальным войлочным колпачком. Его нетрудно снять - и тогда обнажается маленькая зеленая коробочка, немного похожая на спортивный кубок. Наверху коробочки - крышечка, которая опадает, когда споры становятся зрелыми. Но коробочка все же при этом не открывается, она остается сверху закрытой. Мельчайшие споры понемногу высыпаются через особые отверстия в верхней части коробочки. Они рассеиваются постепенно, небольшими порциями. Споры мхов настолько мелки, что их легко подхватывают и переносят потоки воздуха. Попав в подходящие условия, споры прорастают и дают начало новым растениям.
Вы, наверное, не раз наблюдали, как на том месте, которое остается в лесу после костра, через некоторое время появляется зеленый "пушок" мхов. Откуда взялись здесь мхи? Они выросли из спор, прилетевших по воздуху.
Интересно проследить, как происходит прорастание споры мха. У кукушкина льна, например, из споры сначала появляется микроскопическая зеленая нить, так называемая протонема. Она совершенно непохожа на взрослый мох, но очень напоминает нитчатую зеленую водоросль. Эта нить разрастается, ветвится, и только через некоторое время на ней образуются почки, а из них уже вырастают и знакомые всем стебельки с листьями. У некоторых мхов протонема имеет вид крошечной зеленой пластинки.
Итак, мох в первое время жизни очень напоминает нитчатую или пластинчатую зеленую водоросль. Некоторые ученые считают это указанием на то, что мхи произошли от зеленых водорослей.
Мхи характерны для наших хвойных лесов - сосняков и ельников. Здесь они часто образуют на почве сплошной покров изумрудно-золеного цвета. После дождя моховой ковер делается особенно мягким, чуть-чуть упругим. В сухую погоду, когда долго не было дождя, мхи сморщиваются, грубеют и выглядят мертвыми, безжизненными. Некоторые из них, наиболее нежные, меняются при этом до неузнаваемости.
В лиственных лесах - дубняках, липняках, осинниках - сплошного мохового покрова не бывает, и мхи здесь вообще довольно редки. Они плохо уживаются с лиственными древесными породами. Особенно мало мхов в дубняках, где их подавляет огромная масса листвы, которая опадает осенью с деревьев. Под пологом дубового леса мхи встречаются изредка и обычно только на кучках земли, которую выбрасывают на поверхность кроты. К тому же это мхи особые, совсем не те, что образуют ковер в хвойных лесах.
В лесу мхи развиваются не только на почве, но и на стволах деревьев в качестве эпифитов. Однако они обычно не поднимаются высоко, оставаясь лишь в нижней части ствола. В дальнейшем, говоря о мхах, мы будем иметь в виду только те мхи, которые развиваются на почве.
В лесу мхи, как и травы, испытывают на себе сильное влияние деревьев. Им, как самым низкорослым лесным растениям, достается меньше всего света, и они очень теневыносливы. Мхи - наиболее теневыносливые среди лесных растений. В этом отношении они очень неприхотливы.
Однако мхи далеко не безразличны к влажности почвы, причем разные их виды предъявляют неодинаковые требования к влажности. Одни из них встречаются только на очень сырых местах, другие - на более сухих, третьи на очень сухих и т.д. Иначе говоря, мхи - хорошие индикаторы влажности почвы. Так же небезразличны они и к обеспеченности почвы питательными веществами. Одни мхи приурочены к очень бедным почвам, другие - к более богатым, третьи - к очень богатым.
В наших лесах встречается довольно много видов мхов. Интересно, что почти все они не имеют русских народных названий - только научные латинские. Одно из редких исключений - кукушкин лен, или "долгий мох" (у него действительно длинный стебель-до 30-40 см).
Многие мхи довольно сходны по внешности, но различать их не так сложно, как кажется на первый взгляд. Посмотрите внимательно на разные лесные мхи, попробуйте сравнить их - вы легко увидите различия между ними. У одних видов стебельки растут прямо вверх и не ветвятся. Именно это мы видим, например, у кукушкина льна (название его не случайно - он действительно напоминает сильно уменьшенное растение льна). У других мхов стебли распростерты по земле и более или менее разветвлены. Различны и листья: то широкие и хорошо заметные простым глазом, то узкие и очень мелкие. Иногда листья настолько малы, что их можно увидеть только в лупу.
Разные виды мхов сильно различаются и по окраске - от темной, почти черной, до светлой, желтовато-зеленой.
Словом, каждый вид имеет свои характерные отличительные признаки. Среди множества лесных мхов некоторые особенно выделяются, так как имеют очень характерный облик. Это, так сказать, виды "с особыми приметами". О нескольких таких лесных мхах мы сейчас и расскажем.
Рис. 24. Мхи родобриум (а), мниум (б) и хилокомиум (в)
Родобриум розовый (Rhodobryum roseum). Если во влажную погоду внимательно присмотреться к моховому ковру в еловых лесах, иногда можно увидеть мелкие темно-зеленые звездочки. Они редко превышают по размерам двухкопеечную монету. Каждая звездочка - это розетка маленьких листьев мха, который называется родобриум розовый. Листья мха расположены горизонтально и направлены во все стороны, как лучи звезды (рис. 24). Их нетрудно видеть простым глазом. Можно различить даже, что они имеют удлиненно-овальную форму и заострены на верхушке. Такие листья в мире мхов считаются очень крупными. Стебелек мха начинается сразу под пучком листьев и идет прямо вниз. Вырвите мох вместе со стебельком. Какое оригинальное растение! Оно очень напоминает пальму. Тот же ствол, те же широкие листья наверху. Настоящая пальма в миниатюре.
Мниум (некоторые виды рода Mnium). Листья этого мха имеют овальную форму, их длина - с зерно пшеницы. Они прикрепляются к горизонтальному стебельку с двух противоположных сторон и расположены не очень густо (рис. 24). По общему виду мох напоминает сильно уменьшенное растение вербейника монетчатого: такой же горизонтальный стебель, сходные по форме листья, отходящие в одну и другую сторону.
Свою характерную форму листья мниума имеют только во влажную погоду. Это очень тонкие и нежные полупрозрачные пластинки. При подсыхании они сильно уменьшаются в размерах и сморщиваются до неузнаваемости. Если посмотреть влажный лист на свет, можно заметить, что по всей его длине проходит тонкая средняя жилка. Когда такой лист рассматриваешь под микроскопом, отчетливо видна каждая из его клеток. Внутри клеток привлекают внимание многочисленные мелкие зеленые зернышки - хлоропласты. В этих мельчайших живых тельцах в светлое время дня идет удивительный процесс фотосинтеза: из углекислого газа и воды вырабатываются сахар и крахмал. Ни один химик в мире пока что не может повторить в своей лаборатории то, что происходит в хлоропластах. Под микроскопом хорошо видно также, что клетки листа совершенно не заслоняют друг друга. Одна клетка не мешает рассматривать другую, все они располагаются только в одной плоскости. Иными словами, лист предельно тонкий - толщина его всего в одну клетку. Это редкий естественный препарат для рассматривания клеток, как бы приготовленный самой природой.
Чтобы получить искусственно подобный препарат, например, из стебля или корня, приходится делать множество очень тонких срезов бритвой, причем лишь немногие оказываются удачными.
Удивителен лист этого мха - тончайшая пластинка из живых клеток, не защищенных от потери воды! Содержимое клеток почти соприкасается с воздухом, и все-таки клетки живут и выполняют свою сложную и многообразную работу.
Хилокомиум блестящий (Hylocomium splendens). Этот мох имеет совсем иное строение. Листья его - зеленые чешуйки, настолько мелкие, что их почти невозможно увидеть простым глазом. Они густо покрывают тонкие, сильно разветвленные стебельки растения. Внешний вид данного мха очень характерен - растение как бы состоит из нескольких этажей (рис. 24). На главном стебле - три-четыре таких горизонтальных этажа. Каждый из них - это густое переплетение тонких веточек. Стебель растет наклонно и разветвляется только в этажах, на остальном протяжении он совершенно лишен ветвей. Получается нечто вроде лестницы с несколькими ступеньками. Каждая из них соответствует определенному году жизни мха. В начале лета над последней, самой верхней ступенькой можно видеть растущий конец стебля, похожий на крючок. К концу лета он достаточно разовьется и образует очередной этаж. Конечно, все эти особенности мха лучше видны, когда он влажный.
Мох хилокомиум обычен в хвойных лесах. Именно он иногда составляет основу зеленого мохового ковра на поверхности почвы в сосняках и ельниках.
Характерная внешность мха, как бы состоящего из отдельных этажей, нашла отражение в его немецком названии. Немцы называют его "этажным мхом".
Рис. 25. Мхи птилиум (а) и климациум древовидный (б)
Птилиум (Ptilium crista castrensis) - один из самых изящных мхов в наших хвойных лесах. Он очень красив - блестящие шелковистые "перышки" светло-зеленого цвета (рис. 25). Они почти горизонтально распростерты по земле, причем кончик слегка приподнят. Форма "перышка" - сильно вытянутый клин, а длина обычно не более пальца. Сходство с пером объясняется тем, что от главного стебля по обе стороны отходят длинные тонкие боковые веточки, которые расположены почти параллельно и тесно соприкасаются друг с другом. Эти веточки покрыты чрезвычайно мелкими листьями. "Перышки" птилиума немного похожи на миниатюрные листья папоротника: они у основания более широкие, а к верхушке постепенно сходят на нет.
Встречается данный вид чаще в сосновых лесах или ельниках с примесью сосны. Это - своеобразный спутник сосны. Однако сплошного покрова в лесу на сколько-нибудь значительной площади он никогда не образует.
Климациум древовидный (Climacium dendroides). У этого мха от земли поднимается вертикальный стебелек, от которого в верхней части отходят во все стороны боковые веточки, образуя пучок. Получается настоящее миниатюрное дерево со стволом и кроной (рис. 25). Главный стебель мха и его боковые ветви густо покрыты довольно мелкими чешуйчатыми листьями. В сухом состоянии мох ярко-зеленый и слегка блестящий. Интересно, что отдельные древовидные стебельки хотя и стоят одиночно, но связаны между собой общим "корневищем", которое простирается горизонтально у поверхности почвы.
Климациум обычен на осветленных местах в сырых лесах.
Сфагнум (виды рода Sphagnum). Мох сфагнум отличается от всех остальных тем, что имеет необычно светлый, почти салатный цвет. Такой бледно-зеленой окраски у других мхов не бывает. Светлые подушки сфагнума мы видим в лесу только там, где очень сыро. Этот мох очень влаголюбив. Интересно, что зеленоватую окраску сфагнум имеет лишь тогда, когда он достаточно влажный. Высохнув, он становится почти белым, поэтому его иногда называют "белым мхом".
Такой способности обесцвечиваться при высыхании у других мхов нет.
Строение сфагнума очень своеобразно. Попробуем поглубже погрузить руку в сфагновую подушку и выдернуть пучок стеблей. Сделать это удается без особого труда. Что мы увидим при этом? Стебли мха светлеют книзу и в самом низу совершенно белые. Дело в том, что сфагнум все время растет вверх, а нижняя часть растения отмирает и обесцвечивается.
Теперь попробуем выделить из общей массы одно растение сфагнума. Мох имеет хорошо заметный главный стебель. От него отходят во все стороны боковые веточки, довольно длинные и тонкие. Неопытный глаз может их принять за листья. Чем выше по стеблю, тем больше скучены веточки. на самой верхушке стебля они собраны в плотный пучок. Это характерная особенность данного мха.
Листья сфагнума - мельчайшие чешуйки, почти не видимые простым глазом. Они густо покрывают и главный стебелек, и все его ответвления. Это чрезвычайно тонкие пластинки. Толщина их, как и у многих других мхов, минимальная - всего одна клетка. Микроскопическое строение листа очень своеобразно. Если рассматривать лист при малом увеличении микроскопа, видна словно зеленая сетка с белыми ячейками. При более сильном увеличении видно, что сетка - это множество вытянутых живых клеток, соединенных концами друг с другом. Они светятся яркой изумрудной зеленью. Прозрачные неправильно-овальные промежутки между ними - это особые клетки-резервуары, мертвые и пустые. Словно микроскопические цистерны для воды. Их называют водоносными, пли, иначе, гиалиновыми, клетками. Когда мох намокает, эти клетки наполняются водой и растение становится зеленоватым. Но как только мох высохнет, они пустеют и заполняются воздухом. Множество таких камер, содержащих воздух, придают растению беловатую окраску.
Вместимость водоносных клеток поразительна. Насыщенный водой сфагнум весит в 15-20 раз больше, чем сухой. Сфагновый мох - настоящее растение-губка.
Сфагнум - это название рода мхов. В роде насчитывается довольно много видов: в СССР их больше 40. Все они внешне довольно похожи друг на друга. Большинство их - обитатели так называемых верховых болот. Отмирая, они служат материалом для образования торфа. Однако есть виды сфагнума, которые обитают и в лесах. К ним относится, например, сфагнум Гиргензона (Sphagnum girgensohnii).
***
Мы познакомились лишь с немногими видами мхов, которые имеют особенно характерный облик. Один напоминает пальму, другой - распространенное травянистое растение, третий - лестницу, четвертый - лист папоротника, пятый - дерево.
Надо заметить, что эти крошечные растения не лишены своеобразной красоты и изящества. Нежные прозрачные листочки одних мхов, блестящие шелковистые стебельки других, оригинальная форма третьих доставляют любителю природы такое же наслаждение, как и настоящие большие растения.
Мхами можно любоваться не только в природе, в лесу. Их нетрудно выращивать и дома. Они очень неприхотливы и не требуют ни большого пространства, ни особого ухода. Положите небольшую дернинку мха вместе с верхним слоем почвы на блюдце, слегка полейте водой и закройте сверху тонким стаканом. Мхи будут всегда свежими и живыми.
Если у вас под стаканом несколько видов мхов, то получится нечто вроде маленького ботанического сада на чайном блюдце.
ЛИШАЙНИКИ
Мы познакомились уже с несколькими группами лесного растительного населения: деревьями, кустарниками, кустарничками, травами, мхами. Все эти обитатели леса относятся к числу высших растений: у них мы, как правило, находим стебли, листья, корни. Познакомимся теперь с лишайниками представителями низших растений. Они устроены гораздо проще: разделения на отдельные органы, сильно различающиеся по внешнему виду, у них нет.
Трудно себе представить лес без лишайников. Эти своеобразные растения часто встречаются на деревьях. Взгляните, например, на толстые стволы старых берез или сосен где-нибудь на опушке леса. Они обычно покрыты серовато-бирюзовым чешуйчатым налетом. А стволы осин нередко бывают украшены яркими желто-оранжевыми лепешками. Это все - лишайники.
Поселяются лишайники не только на стволах, но и на ветвях деревьев, иногда покрывая их сплошь. Причудливый вид придают они некоторым елям, свешиваясь с ветвей наподобие бороды или косм. Особенно сильно разрастаются лишайники на деревьях в наших северных хвойных лесах. Тот, кто бывал на Севере, это хорошо знает. Сосны и ели так обрастают ими, что даже коры не видно. И ветви становятся бело-мохнатыми, как будто покрываются клочьями ваты. Фантастический, сказочный вид имеет лес из таких деревьев. Настоящее царство Берендея!
Распространено мнение, будто лишайники, поселяясь на деревьях, причиняют им вред, губят их. Так думают, наверное, потому, что больше всего лишайников мы видим всегда на чахлых, корявых деревьях. Некоторые даже считают, что они высасывают соки из дерева, т.е. являются паразитами. Все это, конечно, заблуждение. Лишайники, живущие на деревьях, принадлежат к так называемым эпифитам, они используют дерево только как место для поселения, по отнюдь не как источник питания.
Но чем же тогда объяснить тот факт, что на плохо растущих деревьях всегда много лишайников? Объясняется это следующим. Когда дерево растет хорошо, наружный слой коры на его стволе и ветвях довольно быстро шелушится. С поверхности ствола то и дело отделяются чешуйки отмершей коры. В этих условиях лишайникам трудно удержаться на том месте, где они поселились. Дерево их постоянно сбрасывает вместе со своей старой "одеждой".
Совсем другое дело, когда деревья растут медленно, плохо. Кора таких деревьев шелушится очень слабо, и лишайники пышно разрастаются, сплошь покрывая ствол и ветви. Обилие лишайников на дереве - не причина, а лишь следствие его плохого роста.
Еще два слова об эпифитных лишайниках - поселенцах на деревьях. Обратите внимание: много ли их встречается в парках наших крупных городов, например Москвы, Ленинграда? Оказывается, их там совсем нет: стволы и ветви деревьев совершенно чистые. Но вне города, в лесу, лишайников на деревьях довольно много. В чем же дело? Почему лишайники не встречаются в больших городах? Причина в том, что они очень чувствительны к загрязненности воздуха. А в городах и промышленных центрах он далек от идеальной чистоты. Фабрики и заводы выбрасывают в атмосферу много различных вредных газов, отравляющих воздух. Именно эти газы (особенно сернистый газ) и губят лишайники.
Известен, например, такой случай. Незадолго до Октябрьской революции (1917 г.) в Петербурге появилось довольно много фабрик и заводов. В результате в городе резко увеличилась загрязненность воздуха. Ботаники заметили, что это сильно отразилось на тех лишайниках, которые развивались в Петербургском ботаническом саду (он находился в черте города). Растения стали обнаруживать признаки сильного угнетения и начали постепенно отмирать. Но несколько лет спустя, в период гражданской войны, положение изменилось. Многие фабрики и заводы остановились, воздух стал чище, и лишайники стали заметно лучше развиваться. Однако, когда вскоре промышленные предприятия опять начали работать, лишайниковая флора целиком погибла.
Таким образом, лишайники - своеобразные индикаторы чистоты воздуха. Если вы, будучи в каком-либо месте, увидите на деревьях и других предметах много этих растений, можете быть уверены, что воздух тут свободен от промышленных газов.
Но вернемся вновь в лес. Лишайники поселяются в лесу не только на деревьях. Они живут и на почве. Больше всего их, пожалуй, в сухом смолистом бору где-нибудь на песчаных дюнах. Сосны тут невысокие, суковатые, стоят редко. А под ними, на почве - сплошной белый ковер лишайников. Это так называемый бор-беломошник. В сухую погоду, когда долго нет дождя, по такому лесу не пройдешь тихо, неслышно: лишайники хрустят под ногами. Высыхая, они становятся ломкими я крошатся даже при легком прикосновении.
Лишайники иногда путают с мхами. Действительно, они похожи на мхи. Такие же мелкие, так же поселяются на деревьях и на почве в лесу. Какое же различие между ними? Лучше всего их различать, пожалуй, по цвету. Лишайники никогда не имеют того яркого зеленого цвета, какой бывает у мхов. Окраска их вообще очень разнообразна. Природа не поскупилась здесь на краски. Они бывают и совершенно черными, и чисто-белыми, кроваво-красными и бирюзовыми, канареечно-желтыми и пепельно-серыми, огненно-оранжевыми и коричневатыми. Но только одного цвета не дала им природа - чистого зеленого.
По форме лишайники также очень разнообразны. Одни из них похожи на кустики самой различной внешности, другие - на пластинки причудливых очертаний. Но больше всего таких, которые напоминают тонкие корочки и плотно прирастают к камням и скалам, к коре деревьев и стенам зданий. Оторвать их нельзя - можно только соскоблить ножом. Это так называемые накипные, или корковые, лишайники.
Иакова же природа лишайников? Что представляют собой эти оригинальные растения? Возьмем для примера те из них, которые развиваются на стволах деревьев и имеют вид пластинок. Если сделать острой бритвой очень тонкий поперечный срез какого-нибудь из таких лишайников и посмотреть под микроскопом, мы увидим интересную картину: в поле зрения будет виден как бы войлок из тончайших бесцветных трубочек, причудливо переплетенных друг с другом. Это нити гриба, которые составляют основную массу тела лишайника. Среди рыхлого прозрачного "войлока" виднеются маленькие изумрудно-зеленые шарики - клетки микроскопической водоросли. Они располагаются в виде особого слоя на небольшой глубине от верхней поверхности лишайника. Благодаря такому расположению зеленые клетки получают больше света, необходимого им для фотосинтеза. Таким образом, лишайник состоит из нитей гриба и клеток зеленой водоросли.