Лилия пенсильванская (даурская) также украшает дальневосточные леса и прерии. Впервые увидев эти цветы, невозможно поверить, что они не являются результатом специальной селекции.

Арункус азиатский (волжанка азиатская) очень нежное растение с разветвленными колосовидными соцветиями, в которые собраны изящные белые цветки. Цветки опыляются мелкими насекомыми.

Василистник тычиночный - раннецветущее растение, часто встречающееся под пологом уссурийской тайги. Кго цветки также опыляются мелкими насекомыми.

Вы знаете, что только опят в уссурийской тайге встречается несколько десятков видов. Шляпки на ножках плодовые тела грибов, главное же тело (гифы) этих существ скрыто либо в почве, либо в гниющей древесине, либо в живых корнях растений.

На стволах деревьев, используя внешние отмирающие слои коры в качестве субстрата, растут эпифиты - мхи, печоночники и лишайники. Ни грамма вещества не теряется экосистемой уссурийской тайги. Атомы минеральных веществ, освобождающиеся при разрушении коры не успевают даже оказаться в почве. Они тут же перехватываются эпифитами и включаются в новый цикл биологического круговорота.

Биоразнообразие лишайников эпифитов в уссурийской тайге чрезвычайно велико. Только в Ботаническом саду-институте ДВО РАН их насчитывается более 100 видов. Это удивительные существа, они даже не организмы, а симбиотические системы, в которых гифы гриба тесно оплетают клетки одноклеточной водоросли.

Лихнис сверкающий цветет в начале лета. Его цветки подобны огонькам, вспыхнувшим среди яркой зелени. Кажется, что они светят не отраженным, а собственным светом.

Лабазник дланевидный зацветает в середине лета. Это растение часто встречается в сырых лесах и кустарниках, на сырых лесных лугах.

Красоднев Миддендорфа - растение из семейства лилейных. Растет в лесах и кустарниках, цветет в начале лета. Это одно из красивейших растений уссурийской тайги.

В заключение приведем карту Приморского края, чтобы Вы лучше смогли представить географию всего того, чему была посвящена эта лекция.

Есть в лесу растения, которым, кажется, удалось обхитрить самою природу. Это – лианы. Имея тонкий ствол (как у кустарника) и не очень мощную корневую систему, лианы, обвивая стволы деревьев первого и второго ярусов, способны выносить свою листву туда, где света хватает. Мало того, туго обвивая стволы деревьев лидеров, лианы тормозят их рост в толщину. Иногда объятия лиан бывают столь крепкие, что дерево в этих объятиях погибает. В нашем лесу мы можем увидеть несколько видов деревянистых лиан: актинидию аргуту, амурский виноград, лимонник и другие. Вообще деревянистые лианы характерны для многоярусных тенистых лесов влажных тропиков и влажных субтропиков. Для лесов умеренной зоны деревянистые лианы не характерны, но Дальний Восток в этом отношении исключение. Здесь в листопадных широколиственных и хвойно-широколиственных неморальных лесах и даже в хвойных бореальных лесах мы можем увидеть, как виноград обвивает кедровую сосну корейскую, дуб монгольский, березы даурскую и плосколистную, ель аянскую или пихты цельнолистную и белокорую.

Посмотрите внимательнее, и Вы увидите, что кустарники более активны там, где в кронах верхних деревьев имеются просветы. Вываливаются могучие старые деревья сосны кедровой корейской, или пихты цельнолистной, тут же активизируются широколиственные деревья второго и третьего ярусов. Полог деревьев первого яруса становится очень густой, и слабеют в этом месте деревья второго яруса, совсем редкими и чахлыми в этом месте становятся деревья третьего яруса, совсем исчезают кустарники. Следовательно, ярусы в лесу – это части его функциональной структуры и изменяются они вовсе не случайно, а взаимосвязано. Благодаря наличию в лесу растений разных жизненных форм с разными жизнен специаль ными стратегиями, благодаря ярусности, на малой площади может совместно произрастать очень много видов растений. Мы видим, что и в одном ярусе обитают растения нескольких видов. Например, в первом ярусе в нашем лесу растут пихта цельнолистная и кедр корейский, нередко в первый ярус выходит и диморфант. Во втором ярусе встречаются дуб монгольский, липа амурская, береза даурская и другие. В третьем ярусе растут граб сердцелистный, несколько видов кленов.

Почему это так? Ведь в результате конкуренции в каждом ярусе должен был в конце концов “победить” какой-то один наиболее приспособленный к жизни в этом ярусе вид. Наверное, так и случилось бы, если бы погодные условия были устойчивыми, если бы растения не умирали, если бы … Но погода не стабильна: одно лето сухое, другое влажное, одна зима холодная, другая теплая, одна зима со снегом и он предохраняет почву от глубокого промерзания, другая бесснежная и почва глубоко промерзает. В одно лето условия более благоприятны для одного вида, в другое – для другого. Флуктуации условий жизни в разные годы не дают возможности одному виду стать абсолютным лидером в своем ярусе. Разнообразие растений делает лес более устойчивым и лабильным в постоянно меняющихся погодных условиях.

Но не только за свет конкурируют в лесу деревья. Они конкурируют за воду, содержащуюся в почве, за минеральные вещества, растворенные в почвенной воде. Через каждое растение – траву, кустарник, дерево – идет мощный ток воды от корней через стебли и стволы к листьям. Растения активно всасывают воду корнями и испаряют ее листьями через специальные органы – устьица. Растение всасывает воды из почвы значительно больше, чем использует ее для фотосинтеза. Почему? Во-первых потому, что концентрация растворенных минеральных веществ в почвенных растворах очень мала. Чтобы получить достаточное количество азота, кальция, калия, фосфора и других химических элементов, растению приходится прогонять через себя огромное количество воды. Во-вторых, благодаря испарению воды листьями, они охлаждаются. Для этого собака в жаркую погоду высовывает язык и, испаряя с него воду, спасается от перегрева. Поэтому и мы потеем на жаре.

Таким образом, вода в почве является очень важным фактором, за который идет конкуренция между растениями в лесу. Воды на всех не хватает, особенно мало ее на крутых каменистых склонах. Действительно, обратите внимание на то, что, чем выше мы поднимаемся по склону, тем меньше и миниатюрнее становятся деревья тех же самых видов. Деревья дуба монгольского, например, в нижней части склона в 2-3 раза выше и толще, чем в верхней части склона. А ведь возраст у них один и тот же. Можно заметить, что при переходе с сухих мест на более влажные изменяется видовой состав леса. Следовательно, одни виды растений лучше приспособлены к дефициту воды, другие хуже. Одни растения могут расти в сырых местах, а другие не могут. Ботаники по отношению к воде подразделяют виды растений на ксерофиты (могут расти при недостатке влаги), мезофиты (предпочитают места со средней влажностью), гигрофиты (приспособлены к жизни при избыточном увлажнении) и гидрофиты (живут в воде).

Всасывать воду и минеральные элементы деревьям и кустарникам помогают грибы. Они являются симбионтами (сожителями) растений. Грибные гифы (тонкие нити, из которых состоит тело гриба) срастаются с корнями и увеличивают всасывающую поверхность корней. Эти гифы функционируют как корневые волоски. Они очень тонкие, их бесчисленное множество. Если у дерева не будет микоризы (гриба сожителя), то такое дерево не сможет обеспечить себя водой и минеральными веществами и неизбежно погибнет. Вытаптывая и уплотняя почву в лесу, уничтожая грибницу, мы уничтожаем микоризу и уничтожаем деревья. Нашему лесу в Ботаническом саду угрожает вытаптывание. Деревья с ослабленной микоризой быстро умирают. Обратите внимание на кедры и пихты с сухими вершинами. Именно поэтому в парках и Ботанических садах следует ходить только по специальным дорожкам и тропинкам.

А теперь давайте посмотрим на травяной покров. В тени под пологом деревьев и кустарников растет очень много разных видов трав. В отличие от древесных растений, у трав осенью отмирает вся надземная масса. Перезимовывают корневища, клубни и луковицы, семена, все они от зимней стужи укрыты в почве. Рано весной травянистые растения начинают быстро отрастать. При этом они используют запас питательных веществ клубней, луковиц и корневищ, накопленных в них прошлым летом. Весной лиственные деревья стоят голые, свет свободно проникает под полог весеннего леса и травянистые растения не испытывают в нем недостатка. Они буйно растут, цветут, плодоносят, успевают кое-что отложить про запас в своих подземных органах. И все это они успевают до того, как полностью развернутся листья на деревьях. Летом травы под пологом леса довольствуются тем малым освещением, которое все же пробивается через три яруса деревьев. Фотосинтез у лесных трав чрезвычайно эффективен. Кустарники в лесу также начинают зеленеть значительно раньше, чем зазеленеют деревья. Эта удивительная слаженность жизни разных растений в лесу говорит о том, что лес – это высоко организованная система.

У ботаников есть понятие “лесообразовательный процесс”. Оно чрезвычайно важно для понимания феномена лес. Действительно, все особи растений, как и все живые организмы – особи, смертны. Они рождаются, растут и развиваются, производят потомство и умирают. Следовательно, для того, чтобы данный лесной массив сохранялся в неизменном виде, необходимо чтобы каждый вид деревьев, кустарников, трав, мхов, лишайников, грибов и животных, обитающих здесь, мог воспроизводиться и оставлять после своей смерти потомство. Если воспроизведение хотя бы части видов станет невозможно, лес начнет изменяться. Если не смогут воспроизводиться доминирующие виды и виды эдификаторы, то лес попросту исчезнет.

Смотрите, как интенсивно возобновляется в нашем лесу дерево первого яруса пихта цельнолистная. Немало в возобновлении и особей кедра корейского. Следовательно, эдификаторы нашего леса воспроизводятся очень хорошо. Но стоит пройти низовому пожару, и вся эта молодь в подросте погибнет. Станут низовые пожары частыми, и перестанут возобновляться в нашем лесу деревья, хотя семена их будут производиться регулярно. Низовые пожары убивают всходы деревьев и кустарников, убивают подрост. Больше всех от низовых пожаров страдают молодые особи хвойных. Из-за них леса на юге Приморского края перестают быть хвойно-широколиственными и превращаются в широколиственные, причем с обедненным набором видов деревьев, кустарников и трав.

Как Вы думаете, сколько лет вот этим маленьким пихтам? Судя по их высоте (до 2 м) и толщине (диаметр стволика меньше 6 см) они совсем молоды. Если огромной пихте около 120 лет, то этой малютке должно быть лет 10-15… Однако это совсем не так. Этой малютке может быть и 15 лет, но может быть и все 80! Почему? Оказывается, если ресурсов света, воды и минеральных веществ недостаточно, то особи возобновления деревьев растут очень и очень медленно. Но если рядом умирают соседние деревья и конкурентный пресс ослабевает, то особи возобновления могут расти очень быстро. Большинство особей возобновления никогда не выйдет даже в третий ярус, не говоря уж о первом. До 100 лет иногда “ждут” особи возобновления “своего часа”, чтобы выйти в верхний ярус. Такие особи лесоведы называют “торчками”. Толщина ствола дерева в лесу не всегда прямо пропорциональна его возрасту!

Таким образом, лес в парковой зоне Ботанического сада пока что способен воспроизводить себя. Здесь хорошо возобновляются все виды деревьев, кустарников и трав. Главные отрицательные факторы, которые угрожают этому сообществу растений, - это лесные пожары и вытаптывание и уплотнение почвы. Оба фактора тесно связаны с количеством и качеством посетителей. Особенно уязвим наш лес для огня весной и в начале лета. В это время мы вынуждены усиливать охрану леса, бороться с разжигателями костров и курильщиками. Разводить костры на территории Ботанического сада категорически запрещено в любое время года. К сожалению запрет этот действует далеко не на всех посетителей. Вытаптывание очень усилилось за последние 2-3 года. Представьте себе, что в сентябре и октябре в нашем лесу в парковой зоне одновременно может находиться более 1000 посетителей. Такой большой наплыв посетителей связан прежде всего с тем, что в окрестностях города все леса сильно замусорены, застроены и не привлекают людей. К тому же там нет охраны и посетители там не чувствуют себя в безопасности. По всей вероятности мы тоже вынуждены будем ввести ограничение на число посетителей парковой зоны и перейти к обслуживанию населения только путем участия их в групповых экскурсиях с экскурсоводами.

В лесу всегда можно встретить много интересного и не всегда понятного. Вот ранняя весна, еще лежит кое-где снег, ночью подмораживает, а сквозь опавшую прошлогоднюю листву пробились первые цветы. Они желтые, это – адонисы. Растения из семейства сложноцветных, мелкие цветки собраны у них в соцветие корзинку. Вот это соцветие многие и считают цветком, но на самом деле в корзинке адониса цветков несколько десятков, причем краевые цветки в корзинке отличаются от центральных. На ночь и в пасмурную погоду корзинки адониса закрываются, а на солнце раскрываются. Да они и сами очень похожи в раскрытом виде на маленькие солнышки. У нас на Дальнем Востоке растет адонис восточный, а вот в Европе в широколиственных лесах растет другой вид этого рода – адонис весенний. Когда-то в третичном периоде (плиоцен) пояс широколиственных лесов непрерывной полосой протягивался от Европы через всю Сибирь до Дальнего Востока. Тогда в этих лесах рос один вид адониса. Но в ледниковый период этот пояс в Сибири разорвался и восточная и западная популяции адониса оказались изолированными друг от друга. Через миллион лет (плейстоцен и голоцен) они стали разными видами.

Полностью растаял снег, ночью температура остается положительной, днем уже неплохо прогревается воздух. В лесу под безлистным еще пологом расцвели голубые хохлатки, желтый лесной мак, белый василисник, желтые калужницы. Порхают первые бабочки. Цветут ивы и тополя, береза и ольха, зацветают клены. Весна в разгаре. Как сильно различаются цветки у разных видов растений. У одних они пышные и яркие, у других мелкие и невзрачные, то одиночные, то собранные в рыхлые кисти, то в сережки. Зачем природе столько разных форм? Неужели это многообразие случайно? Для кого так изукрасились растения? Уж не для нас ли посетителей? Нет, они так расстарались для насекомых опылителей. Чтобы цветок посетило насекомое и испачкалось хорошенько в пыльце, цветок должен быть для этого насекомого хорошо заметен и привлекателен (цвет и запах), полезен (для одних насекомых пыльца должна быть съедобна, для других в нектарниках должен быть приготовлен вкусный нектар). Цветок должен иметь такую форму, чтобы насекомое, пытаясь достать нектар или пыльцу, как можно основательнее испачкалось в пыльце. Только в этом случае, перелетев на другой цветок того же вида, насекомое может перенести пыльцу с предыдущего цветка на рыльце этого второго. А пыльца – это мужское начало растения, участвующее при оплодотворении женской яйцеклетки. Произойдет оплодотворение – разовьется плод с семенами, не произойдет – не появится плода и семян. Насекомые разные, вкусы и “пристрастия” у них тоже разные, разные виды насекомых помогают оплодотворению разных видов растений. И эволюция определенных видов растений и определенных видов насекомых происходила взаимосвязано. Так что если исчезнет определенный вид растений, то это вызовет исчезновение и определенного вида насекомых опылителей.

Самоопыление, когда яйцеклетка данного цветка данной особи оплодотворяется пыльцой того же самого цветка той же самой особи, очень вредно с точки зрения генетики. В этом случае очень велик шанс получить нежизнеспособное аномальное потомство. Чтобы исключить самоопыление мужская часть цветка (тычинки) нередко развивается раньше, чем женская (пестик). Так что природа предусмотрела это и создала определенный очень надежный механизм. А что происходит с растениями, не имеющими красивых и ароматных цветков? Как у них пыльца попадает на пестики? У них пыльцу чаще всего разносит ветер. Зачем для ветра быть красивым? Но в этом случае очень важно выработать механизм, препятствующий самоопылению. И такой механизм выработался. У этих растений цветки разнополые, причем женские и мужские цветки бывают собраны в разные соцветия. Например, женские и мужские сережки у ивы и тополя, мужские и женские колоски у многих видов осок. У некоторых ветроопыляемых растений разделение полов зашло еще дальше, у них женские соцветия образуются на женских особях, а мужские на мужских. К таким растениям относятся ивы, тополя, облепиха, некоторые виды осок и некоторые другие растения.

Кое-где между деревьями на почве, а чаще на старых гниющих валежинах, в основании стволов встречаются странные мелкие растения, не похожие на траву. Это – мхи. Если внимательно приглядеться к ним, то можно увидеть, что у них нет корней, что по форме они бывают очень разнообразными. Мхи очень древние растения, они на Земле появились гораздо раньше семенных растений, папоротников и даже хвощей и плаунов. Примерно 600 миллионов лет назад растения стали осваивать сушу нашей планеты, вот тогда-то и появились первые моховидные растения. Моховидные – особая линия эволюции растений. Если у семенных растений, у папоротников и хвощей взрослое растение в своих клетках имеет двойной набор хромосом, а следовательно и генов, то у мхов взрослое растение – гаметофит. В его клетках одинарный набор хромосом, а, следовательно, и генов. Это очень замедляет процессы эволюции и видообразования. Растения гаметофиты не могут быть крупными по размерам, у них нет рецессивных генов. В общем все это и видно, если внимательно рассмотреть мхи, обитающие в нашем лесу.

Но почему же природа миллионы лет сохраняет на Земле такие “непрогрессивные” с точки зрения генетика растения? Какую роль они выполняют в современных растительных сообществах? Чтобы ответить на этот вопрос, надо понять, почему мхи так хорошо растут на гниющей древесине. Плотная дернина мха создает на поверхности валежины особый микроклимат, - здесь всегда более влажно, чем за пределами дернины. В таких условиях быстрее происходит гниение и вещества, из которых состоит древесина, быстрее поступают во внешнюю среду и становятся доступными для живущих растений. Таким образом, мхи в экосистеме леса убыстряют биологический круговорот вещества. Кроме того, под моховой дерниной во влажном микроклимате лучше прорастают семена многих деревьев и кустарников. Когда-то на Земле моховидные играли большую роль в биологическом круговороте, чем в современную эпоху. Но и сегодня, по прошествии сотен миллионов лет, для мхов находится экологическая ниша в современных лесах.

Распространение в природе плодов, семян и спор растений также процесс очень важный. У разных видов растений нашего леса семена и плоды рассеиваются и распространяются по-разному. Для этого у растений имеются различные приспособления. Самый древний способ – это распространение ветром. У таких растений семена или очень мелкие, похожие на легкую пыль, или это вообще споры как у папоротников, хвощей и плаунов. Такие споры и семена разносятся даже легкими дуновениями ветра. Чем дальше разносятся споры и семена, тем больше шансов у данного вида сохраниться на Земле, тем больше вероятность того, что хотя бы малая часть спор или семян попадет в благоприятные условия, прорастет и даст начало новому поколению. В качестве приспособления к переносу семян ветром в процессе эволюции образовались специальные парашютики из волосков, крылья и т.д. Таковы семена одуванчиков, ив, тополей, кленов.

Другая часть видов для распространения своих семян стала использовать животных. У одних на семянках возникли крючковидные выросты и зацепки, чтобы цепляться за шерсть животных. У других семена оказались заключенными внутрь сочного вкусного плода, который животное съедает. Семена в кишечном тракте не перевариваются и пройдя через него сохраняют всхожесть. Это всевозможные лесные ягоды, яблочки и т.д. Посмотрите, какие красивые и яркие плоды у этих растений. На вкус они разные, некоторые нам кажутся слишком кислыми, другие – горькими. Но на вкус и свет, как говорят, товарищей нет. Вот гималайскому медведю плоды черемухи Маака кажутся очень вкусными, а человек их есть не может. В течение всей осени и всей зимы распространяют птицы, мышевидные млекопитающие и крупные млекопитающие семена растений. Мы тоже участвуем в этом процессе. Посмотрите (если это осень), как много семян прицепилось к вашей одежде. У некоторых видов семена вообще не прорастают, если не пройдут сквозь кишечный тракт. Там они подвергаются воздействию пищеварительных соков и, таким образом, проходят стратификацию. Так что птичья погадка, или экскременты млекопитающего в лесу это не только удобрение. В них часто находятся семена растений, способные к прорастанию. На многие десятки, а иногда и сотни километров от материнского растения могут унести семена перелетные птицы.

Вот и закончилась наша экскурсия в лес. Мы смогли кое-что подсмотреть, кое-что увидеть. Мы могли убедиться, что смотреть и видеть, не одно и то же. Если смотрим мы глазами, то видим, несомненно, умом. Но увидеть это еще не значит понять и полюбить. Чтобы понимать, необходимо иметь определенную систему знаний – определенное мировоззрение. Первый вопрос звучит: “Что это?”, второй: “Почему это?” и третий: “Зачем это?”. Природа для понимания и постижения неисчерпаема. Приходите в лес почаще, и всякий раз Вы будете убеждаться в том, что он полон тайн, что он целесообразен и, может быть, даже разумен. Ну а чтобы полюбить природу, необходимо иметь развитую душу. А как ее развивать – я не знаю.