Если природа в чем-нибудь оказывается расточительной, то это прежде всего в размножении. Для того чтобы обеспечить появление потомства, гриб приносит миллионы спор, а дерево — бесчисленное количество семян. Но если создается столько зародышей, то должны быть также и приспособления, чтобы споры и семена не оставались все поблизости от материнского растения и в борьбе за существование не оспаривали друг у друга света, воздуха и пищи, они должны быть рассеяны на возможно обширной площади.
а) Споры грибов. Следующий опыт может дать понятие о бесчисленном множестве спор шляпочного гриба и об их рассеянии при помощи воздушных течений. Соберите в лесу несколько различных шляпочных грибов, срежьте пенек непосредственно под плодовым слоем шляпки и положите их этим слоем книзу на лист чистой бумаги. Если споры белые или светлые, то возьмите темный лист бумаги, если они темные, то белый. Затем покройте сверху стеклянным колпаком, хотя это и не безусловно необходимо. Если через день осторожно снять с бумаги шляпку гриба, то вы получите точное отображение гимения, составленное из выброшенных спор. Если гриб, взятый для опыта, был пластинчатым, то на бумаге хорошо отпечатается лучистое расположение пластинок; если же гриб принадлежит к трутовым (Polyporeae), тогда на отпечатке, нарисованном спорами с поразительной отчетливостью, будут видны дырочки. Такие картинки, нарисованные спорами, могут годами сохраняться в гербарии и могут быть в любое время использованы для характеристики гриба и его спор.
Если свежие шляпочные грибы положить на столе в комнате или в большом зале, то споры окажутся не только под шляпками грибов, но и вокруг них, и притом они расположатся таким ясным пылеобразным слоем, что на нем можно писать иглой. И в самых отдаленных уголках комнаты при помощи микроскопа можно будет в пыли найти споры, которые были занесены туда воздушными течениями. Ниже мы еще остановимся на том, что одноклеточный плесневый грибок Pilobolus может выбрасывать свои спорангии на расстояние 2 м.
б) Малый размер семян. Споры и семена, которые распространяются ветром, отличаются вообще небольшими размерами. По отношению к спорам можно было бы привести много примеров, но и в отношении семян таких примеров достаточно. В первую очередь здесь следует упомянуть семена орхидей. В буковом лесу нередко встречаются плодоносящие стебли гнездовки безлистной (Neottia nidus avis). Растирая рукой сухие плоды гнездовки, легко получить крайне мелкие, почти пылевидные семена. Точно то же и у сетчатки ползучей (Goodyera repens) и цефалантеры бледной (Cephalanthera pallens), семена которой весят только 0,002 мг. Подъельник многоцветковый (Monotropa hypopitys), горечавка снеговая (Gentiana nivalis) и ржавокрасный рододендрон (Rhododendron ferrugineum) также имеют чрезвычайно мелкие семена, которые легко могут распространяться ветром.
в) Летучки. В качестве средства для распространения семян и плодов в природе часто встречаются особые приспособления для их полета. Они настолько известны, что каждый любитель природы их легко может отыскать.
После отцветания ив и тополей иногда кажется, что попадаешь в снежную метель, такой массой падают с деревьев или летят семена, снабженные пучками волосков (Arillus).
Вблизи деревьев они лежат таким толстым слоем, что ногой их легко сгрести в маленькие кучки. Замечательные приспособления для полета мы встречаем у многих сложноцветных; так семянки одуванчика (Taraxacum officinale), лугового козлобородника (Tragopogon pratensis) снабжены хохолками волосков; у ласточника лекарственного (Cynanchum) и кипрея (Epilobium) летательными приспособлениями являются пучки волосков, у армерии (Armeria) и скабиозы (Scabiosa) летучки формируются из кожистых крылатых придатков семени.
Растения-переселенцы, которые Европа после открытия Нового Света получила из Америки, — я имею в виду мелколепестник канадский (Erigeron canadense), тонколучник (Stenactis bellidiflora) и галинзога (Galinsoga parviflora), — были занесены не ветром, а человеком, однако приспособления их семян для полета несомненно содействовали распространению этих растений в Европе.
г) Плоды с прицепками. Если поискать в шерсти овцы, то часто можно найти в свалявшемся войлоке семена и плоды, которые так плотно сидят, что их можно встретить даже в шерсти, идущей на изготовление сукна, из которой они могут быть удалены только при помощи весьма сложных приемов.
Есть много плодов и семян, которые на своей поверхности несут крючки, щетинки или шипы и которые поэтому легко пристают к шерсти животных или к оперению птиц, и только после долгих странствований сбрасываются ими и таким образом рассеиваются. Достаточно на прогулке по лесам и лугам более внимательно посмотреть на свое платье, чтобы найти на нем: снабженные крючковатыми щетинками плоды цепкого подмаренника (Galium aparine) и колдуновой травы (Circaea lutetiana), наделенные шипами, плоды пузырника купыревого (Torilis anthriscus), имеющие маленькие колючки, плоды щетинника (Setaria verticillata) и снабженные крючковатыми колючками плодики гравилата городского (Geum urbanum) и люцерны полевой (Medicago agrostis).
д) Плоды с метательными приспособлениями. Если рукой провести по кустикам кислицы обыкновенной (Oxalis acetosella), когда она покрыта спелыми плодами, то подвергаешься как бы форменной бомбардировке внезапно выбрасываемыми семенами. В кожуре плодов кислицы находится особая набухающая ткань, которая служит для выбрасывания семян.
Недотрога (Impatiens noli tangere) образует длинные коробочки, состоящие из 5 плодолистиков. Под их кожицей расположен набухающий слой ткани, находящийся под большим напряжением. Как только созреет плод и ослабеет связь между 5 плодолистиками, они внезапно отделяются, скручиваются и при этом далеко выбрасывают семена. Достаточно нажать пальцем на зрелый плод, чтобы вызвать это явление.
е) Ввинчивание в почву плодов растений семейства гераниевых. Плоды различных видов герани также имеют метательные приспособления. Вокруг пятиугольного срединного стержня завязи расположено 5 плодолистиков, которые внизу имеют полукруглую форму, а кверху переходят в ость, причлененную к срединному стержню. После созревания семян высохшая ость, как часовая пружина, свертывается кверху и притом так быстро, что семена разбрасываются по сторонам.
Ости этих плодиков чрезвычайно гигроскопичны, в сыром воздухе или при смачивании водой распрямляются, а в сухом воздухе свертываются винтообразно, причем верхний конец загибается в виде серпа и выдается в сторону, как плечо рычага. Если в кусочке картона или в дощечке, покрытой белой бумагой, проделать отверстие и засунуть в него нижний конец плодика, то в зависимости от влажности воздуха можно наблюдать, как загнутый в сторону кончик ости двигается то вперед, то назад. На этом явлении основывается применение такого плодика в качестве гигрометра. Для того чтобы делать более точные наблюдения над влажностью воздуха, необходимо только на определенном расстоянии от отверстия очертить круг и разделить его на равные отрезки. Особенно пригоден для устройства такого простого гигрометра плод обыкновенного аистника (Erodium ciconium). Его ость при высыхании принимает форму налево закрученного винта, верхний конец которого при возрастании влажности вращается по стрелке часов, при уменьшении ее — против стрелки.
Если плодик падает на землю, то кончик ости упирается в нее. Если затем при сырой погоде происходит развертывание винтообразно свернутой ости, то вращается сам плод, проникающий при этом, подобно штопору, все глубже в почву. Тоже самое происходит, если развертывание ости задерживается не почвой, а другими случайными препятствиями, как, например, лежащими вокруг листьями, травинками ит. п. На плодике сидят прямые упругие волоски, которые при проникновении плодика в землю тесно к нему прижимаются и не оказывают при этом никакого сопротивления движению плода, но если ость вновь начинает винтообразно закручиваться, то они противодействуют подъему плодика и содействуют таким образом закреплению его в почве. При возрастающей сухости ость снова винтообразно свертывается, винтовое движение идет в обратном направлении, но так как щетинки мешают поднятию плода, то в результате вращения он проникает все дальше в почву.
Если на землю цветочного горшка положить плодик аистника (Erodium ciconium), то можно шаг за шагом наблюдать ввинчивание плодиков; точно так же это можно наблюдать в естественных условиях в тех местах, где аистники растут тесно один около другого.
ж) Мирмекохория. Мы остановимся здесь еще на одном случае распространения семян животными, который подробно был исследован шведским ботаником Сернандером, — это распространение семян муравьями. Многие семена несут на себе придатки, состоящие из белой, богатой жирами паренхимы, так называемые элайозомы. Вследствие обильного содержания в них жиров они охотно поедаются муравьями, которые поэтому разыскивают их и тащат в муравейники. Элайозомы поедаются, а семена остаются целыми и получают широкое распространение.
Элайозомы встречаются на семенах чистотела (Chelidonium majus), хохлатки (Corydalis cava), чистяка (Ranunculus ficaria), яснотки крапчатой (Lamium maculatum), душистой фиалки (Viola odorata) и других растений.
То обстоятельство, что чистотел часто растет на стенах и как эпифит на стволах деревьев, объясняется тем, что муравьи затаскивают сюда его семена.
Семена многих видов марьянника (Melampyrum) поразительно сходны с муравьиными личинками и точно так же уносятся ими, но не потому, что муравьи принимают их за личинки, а потому, что ценят находящиеся на семенах элайозомы и поедают их.