Ключи от лета: как первоцветы научились выживать и размножаться в суровых условиях ранней весны

Когда после долгой сумрачной зимы к нам вновь возвращается солнце и сугробы начинают корчиться под его медными стрелами, на Земле всякий раз происходит чудо — среди клочьев снега и талой воды появляются тысячи прекрасных цветов. Они не будут дожидаться летнего тепла — первоцветы спешат жить, сами становясь гимном жизни.

В «прозрачном» апрельском лесу светло и просторно — деревья еще не оделись листвой, ничто не мешает солнцу беспрепятственно проникать до самой земли. Этой короткой порой спешат воспользоваться самые разные представители лесной флоры — многие деревья и кустарники зацветают очень рано, когда ветер беспрепятственно переносит пыльцу, а насекомые легко находят приготовленные для них цветы. И у самой земли, там, где местами еще лежит снег, появляются первые травянистые раннецветущие растения.

Среди них — и всем известная мать-и-мачеха, и медуница, и сон-трава (прострел раскрытый). Одной из основных особенностей этих первоцветов является окраска их цветков — желтая, голубая, розовая, фиолетовая, — хорошо заметная в еще пустом весеннем лесу и необходимая для привлечения насекомых-опылителей.

«Прибавить яркости»

На какие только ухищрения не идут растения, чтобы «прибавить яркости»! Взять, к примеру, медуницу неясную. У нее на одном и том же стебельке расположены темно-розовые и васильково-синие цветки. Причем розовую окраску имеют бутоны и более молодые цветки, а синюю — более старые, отцветающие.

Каждый цветок на протяжении своей жизни меняет окраску. И объясняется это свойствами содержащегося в лепестках медуницы антоциана — особого красящего вещества. Оно напоминает лакмусовую бумагу: раствор его меняет окраску в зависимости от кислотности среды. Содержимое клеток в лепестках медуницы в начале цветения имеет слабокислую, а позже — слабощелочную среду. Именно это и вызывает смену окраски лепестков, заложенную биологической необходимостью: благодаря своей пестроте ее малиново-синие соцветия с цветками разной окраски особенно хорошо заметны для насекомых-опылителей в светлом весеннем лесу.

Изобретательные эфемероиды

Впрочем, ранняя весна — пора коварная, не редкость для нее и внезапные снегопады, и ночные заморозки. Поэтому раннецветущим растениям пришлось научиться бороться с этими неприятностями. Например, бутоны и стебли сон-травы — одного из красивейших растений наших сосновых боров — опушены многочисленными длинными оттопыренными волосками. Эта мохнатая «шубка» предохраняет бутоны от весенних холодов.

И все же наиболее полно благоприятные весенние факторы научились использовать мелкие растеньица из группы эфемероидов. Понятие «эфемерность» справедливо ассоциируется с чем-то красивым, но недолговечным. В полной мере это относится и к ранневесенним эфемероидам, отличающимся необычайной «торопливостью». Они появляются на свет тотчас же после схода снега и быстро развиваются, несмотря на весеннюю прохладу.

Через неделю-другую они уже цветут, а еще через неделю у них появляются первые плоды с семенами. Сами растения при этом желтеют и полегают на землю, а затем их надземная часть полностью засыхает. Происходит все это в самом начале лета, когда, казалось бы, условия для жизни лесных трав самые благоприятные. Но эфемероиды научились извлекать из своей «спешки» неоценимые преимущества.

Как известно, фотосинтез — основа жизни растений — возможен только при наличии солнечного света. В весеннем, еще лишенном листвы лесу цветут многие растения — они стремятся как можно полнее использовать все преимущества этого короткого сезона Обилие света, которого летом в лесу не хватает на всех, — это главный залог успеха раннецветущих растений. Весной эфемероиды, максимально используя энергию солнца, вполне успевают отцвести, отплодоносить и накопить запас питательных веществ для будущего года. Кроме того, в это время почва еще богата влагой, что очень важно для этих быстроразвивающихся растений.

Складывается впечатление, что эфемероиды специально созданы для жизни в не самых благоприятных условиях. На самом деле, в процессе эволюции именно этим хрупким созданиям пришлось решать максимальное число задач, чтобы получить доступ ко всем преимуществам весеннего цветения.

Заморозки и внезапные похолодания, столь обычные для весны, — самые страшные враги всего царства флоры. Но эфемероиды не боятся холодов. Клеточный сок этих растений действует как незамерзающий антифриз, хорошо знакомый всем автолюбителям. Если в начале апреля внезапно ударят заморозки и повалит снег, то, оказавшись в лесу, можно увидеть, что молодые, только начавшие раскрываться листочки берез и ив, прихваченные морозом, повсеместно побурели и сморщились. А вот хрупкая хохлатка продолжает цвести как ни в чем не бывало. Ни малейшего следа от заморозка на этих нежных растеньицах заметить невозможно.

Другой проблемой, вставшей перед эфемероидами, явилась необходимость приспособиться к процессу ускоренного развития. Ведь за две недели семечко не сможет превратиться в цветок. Поэтому все эфемероиды средней полосы — растения многолетние. После того как в начале лета их надземная часть засыхает, они не погибают. В почве сохраняются живые подземные органы — клубни (хохлатка), луковицы (гусиный лук), корневища (ветреница лютиковая), служащие вместилищем запасных питательных веществ, главным образом крахмала. Именно этот заранее запасенный «стройматериал» дает эфемероидам возможность столь быстро развивать их стебли с листьями и цветками.

Однако за столь короткий вегетационный период, да еще в спартанских условиях ранней весны, эфемероидам сложно создать большое количество питательных веществ, необходимых для жизни. Для решения этой проблемы их эволюция пошла по пути уменьшения размеров, поскольку маленькому растению большого количества питательных веществ не требуется. Поэтому все эфемероиды, произрастающие в наших широтах, выглядят лилипутами по сравнению с другими лесными травами. Например, раннецветущий гусиный лук — это самая маленькая лилия на планете.

Последней задачей, которую природа помогла решить эфемероидам, стал способ распространения семян. Необходимый для этого ветер гуляет в лесу лишь до распускания листвы, но именно это время эфемероиды используют для роста и цветения. Ягод, столь привлекательных для птиц, разносящих их по лесу, у эфемероидов за две недели появиться просто не может. Воспользоваться «услугами» животных, переносящих на своей шерсти мелкие сухие плоды, тоже проблематично — коротышкам-эфемероидам ни за что «не дотянуться» до шерсти проходящих зверей. Но все равно выход был найден.

Для распространения семян эфемероиды «приспособили» почвенных насекомых, и в первую очередь муравьев. На плодиках или семенах этих растений образуются особые, богатые маслом мясистые придатки — элайосомы, привлекающие муравьев, которые и становятся «садоводами» для первоцветов.

В течение тысячелетий на долгом пути эволюции эфемероиды адаптировались ко всем превратностям весны, и ныне эта группа растений процветает, образуя в наших лесах сплошные красочные ковры, богатство которых — лучшее свидетельство ее успеха.

_{Материал опубликован в журнале «Вокруг света» № 4, апрель 2004, частично обновлен в марте 2024}