Среди лесных трав встречаются и такие, которые никогда не образуют цветков: плауны, хвощи, папоротники. Размножаются они с помощью мельчайших спор, разносимых ветром. Споры созревают в микроскопических мешочках-спорангиях, с трудом различимых простым глазом. Знакомые многим колоски плаунов и хвощей содержат множество таких крошечных мешочков. У папоротников дело обстоит иначе: мешочки со спорами обычно собраны маленькими скоплениями-сорусами, которые расположены на нижней стороне листьев и чаще всего имеют вид буроватых точек.
В наших лесах встречается несколько видов плаунов. Они растения вечнозеленые. Зимой и летом плауны сохраняют свои листья и не меняют своего облика. Из-под снега они всегда выходят зелеными. Эти растения очень медлительны в своем развитии. На протяжении всей весны они словно остаются в состоянии покоя, никаких признаков роста у них незаметно. Развитие их начинается только летом.
У хвощей (а их у нас тоже несколько видов) картина иная. Почти все они, за немногими исключениями, теряют к зиме свою надземную часть. Стебли их еще осенью засыхают, полегают на землю. А весной от корневищ начинают расти молодые побеги. Они появляются на свет сравнительно рано. На протяжении весны у хвощей можно проследить все стадии развития: появление из-под земли ростков, формирование побегов, образование спороносных колосков. К концу весны стебли хвощей полностью вырастают и остаются такими все лето.
Среди разных видов наших лесных папоротников почти нет таких, у которых зимовали бы зеленые листья. Эти растения обычно не сохраняют на зиму свою надземную часть. Когда сходит снег, папоротников в лесу еще не видно. Развитие их начинается позднее. Сначала на почве можно заметить своеобразные небольшие "улитки" — листовые зачатки. Затем "улитки" раскручиваются и постепенно превращаются в ажурные кружевные листья, характерные для папоротников. У различных видов этих растений весеннее развитие начинается в разное время — у одних раньше, у других позже. Некоторые папоротники пробуждаются только в конце весны.
Познакомимся теперь с некоторыми лесными хвощами и папоротниками, с их весенним развитием.
Хвощ луговой (Equisetum pratense)
Так называется один из самых распространенных в лесу хвощей. Однако по какому-то недоразумению его назвали не лесным, а луговым. Это название очень неудачно, так как данное растение совершенно не свойственно лугам, а встречается почти исключительно в лесу.
То, что перед нами хвощ, можно определить сразу и без всяких затруднений. Тонкий стебель растения, возвышающийся над землей, состоит из отдельных отрезков-члеников, вплотную примыкающих друг к другу. Каждый членик отделен от другого пояском из мелких зубчиков-листьев, сросшихся в кольцо.
Но у хвоща, о котором идет речь, есть не только вертикальный главный стебель. Растение имеет еще и боковые веточки, очень тонкие и длинные. Они располагаются горизонтально и отходят от стебля во все стороны, образуя как бы отдельные этажи или ярусы. Эта правильность в расположении боковых веточек хорошо заметна. Благодаря ярусному расположению ветвей хвощ имеет своеобразный облик, он не лишен известного изящества.
Боковые веточки данного вида хвоща никогда не разветвляются, оставаясь длинными и прямыми. Если их рассмотреть внимательно, можно заметить, что они трехгранные. Эти особенности веточек позволяют легко отличить хвощ луговой от всех других его родственников, встречающихся в лесу.
Интересно, что боковые веточки хвоща, как и главный стебель, состоят из отдельных отрезков-члеников. Но только это трудно заметить, потому, что веточки очень тонкие.
Таков облик хвоща лугового летом — в то время, когда он вполне вырос. В таком виде растение остается все лето. Но к зиме вся надземная часть хвоща засыхает, погибает. Поздней осенью отмершие стебли обесцвечиваются, становятся белыми и полегают на землю. Посмотрим теперь, с чего начинается жизнь хвоща весной, как он развивается в весеннее время.
Сначала, как только в лесу сойдет снег, хвоща совершенно не видно. Появляется он не сразу, но все же довольно рано. Из-под земли выходят на поверхность прямые зеленые стебельки, которые быстро удлиняются, растут вверх. Молодые стебли, как и взрослые, разделены на отдельные отрезки-членики. Но только боковые веточки у них еще совсем маленькие, короткие, не очень заметные. Первое время они имеют вид бугорков или коротеньких тонких палочек. Главный стебель хвоща растет гораздо быстрее, чем боковые ответвления. Он скоро становится высоким, останавливается в росте, а боковые веточки все еще продолжают удлиняться. К концу весны надземная часть растения полностью формируется и хвощ приобретает свой обычный вид. Длинные веточки его слегка поникают. Они очень нежные, слабые, легко колеблются от ветра.
Надземные побеги хвоща отрастают весной от корневищ, скрытых в почве. Корневище хвоща тонкое, черное, шнуровидное, такой же толщины, как стебель. Оно является как бы продолжением надземного стебля в почве. Даже строение его сходно: те же отдельные членики, смыкающиеся в непрерывную общую цепочку.
Но корневище кое в чем и не похоже на стебель. От него отходят в стороны разветвленные тонкие корни, проникающие в почву. Цвет его тоже другой, черный. А если попробуете разорвать корневище, убедитесь, что оно очень прочное, крепкое — совсем не такое, как надземный стебель. Большое сопротивление на разрыв — одна из характерных его особенностей.
Корневище хвоща трудно целиком выкопать из почвы. Оно идет довольно глубоко, многократно разветвляется.
До сих пор мы говорили только о вегетативных, бесплодных побегах хвоща, появляющихся весной в лесу. Они состоят из главного стебля и отходящих от него боковых веточек. Однако у хвоща весной развиваются еще и другие побеги, несущие на верхушке небольшой колосок вытянуто-овальной формы. Эти побеги гораздо толще, имеют беловатую окраску. В начале развития они сильно отличаются по виду от зеленых бесплодных побегов. Но позднее, когда колоски, рассеяв споры, засохнут, различия исчезают. Побеги зеленеют, у них появляются боковые веточки, располагающиеся ярусами.
Спороносные побеги у хвоща лугового можно видеть не всегда, они встречаются довольно редко. В зарослях хвоща таких побегов обычно бывает сравнительно мало. Эти побеги отрастают от тех же корневищ, что и побеги вегетативные, бесплодные.
Щитовник Линнея (Dryopteris linnaeana)
Многие лесные папоротники — сравнительно крупные растения. Там, где условия для их жизни достаточно благоприятны, они нередко вырастают до половины человеческого роста. Так бывает на влажных лесных полянах, прогалинах в лесу.
Однако среди папоротников встречаются и более мелкие. Таков, например, щитовник Линнея, о котором сейчас пойдет речь. Как бы ни были благоприятны для него условия, он никогда не вырастает высоким. Обычный "рост" этого нежного лесного растения — чуть больше карандаша. Листья щитовника не такие, как у многих других лесных папоротников. Ажурная листовая пластинка занимает горизонтальное положение и сидит на конце тонкого длинного черешка, поднимающегося от земли. Форма этой пластинки треугольная — почти равносторонний треугольник. Нетрудно заметить, что она состоит из трех отдельных перистых частей, причем каждая сидит на своем собственном маленьком черешке. Если потрогать лист щитовника, чувствуется, что он очень тонкий, нежный, как будто лист какой-то очень маленькой хрупкой травки.
Листья щитовника Линнея никогда не образуют розеток, свойственных многим другим папоротникам. Они всегда располагаются поодиночке, более или менее удалены друг от друга. Это тоже одна из характерных черт данного растения.
Особенно хорошо заметно одиночное расположение листьев, если выкопать щитовник из земли вместе с его подземной частью. Когда растение лежит перед нами, видно, что листья отрастают от длинного ползучего корневища, тонкого, как спичка, черного, причудливо изогнутого и разветвленного. Корневище располагается в почве более или менее горизонтально и сидит неглубоко. На нем тут и там виднеются короткие отростки — остатки отмерших листьев прошлых лет. Видно также, что черешки живых листьев покрыты в нижней части тонкими рыжеватыми чешуйками.
Если мы выкопаем щитовник летом, то на корневище кое-где найдем маленькие рыжеватые бугорки — зачатки будущих листьев. На следующую весну они дадут начало уже знакомым нам ажурным листовым пластинкам на длинных черешках.
Летом на нижней стороне листьев щитовника Линнея обычно можно видеть и сорусы — очень мелкие буроватые пятнышки, похожие на точки. Если посмотреть лист в лупу, станет видно, что сорусы голые: они не прикрыты снаружи особой пленкой-покрывальцем, как у многих других папоротников. Это тоже отличительная особенность данного растения.
Тот, кто придет в лес ранней весной, во время цветения первых подснежников, щитовника на почве не увидит. Листья растения никогда не остаются на зиму. Зимует только одно корневище.
Весеннее развитие щитовника начинается не очень рано. Над поверхностью почвы сначала появляются маленькие зеленые комочки, сидящие на конце тонких веточек. Это будущие листья папоротника, пока еще совершенно не развернувшиеся. Проходит немного времени, и становится видно, что на конце стебелька сидит не один комочек, а целых три и что каждый из них закручен наподобие улитки. Еще через некоторое время комочки начинают развертываться и затем постепенно превращаются в обычные листья. Растение становится хорошо заметным в лесу. Там, где сначала совершенно не было никаких следов папоротника, теперь зеленеют густые заросли, сплошь покрывающие почву.
Щитовник мужской (Dryopteris filixmas)
Щитовник мужской — один из самых обычных лесных папоротников. Это растение сравнительно крупное, до метра высотой. Удлиненные перистые листья щитовника собраны в розетку, похожую на широкую воронку. Черешок листа довольно короткий, а листовая пластинка длинная, продолговатая, сильно рассеченная на мелкие дольки. Характерная особенность данного папоротника — рыжеватые чешуйки, которые сплошь покрывают черешок листа и его главный стержень до самого конца. Но только внизу чешуйки крупные, широкие, а выше становятся все мельче и мельче. В самом верху листа они очень мелкие, малозаметные.
Листовая пластинка щитовника перистая, но не очень сильно рассеченная. От главного стержня листа отходят в стороны крупные вытянутые доли первого порядка, а они в свою очередь разделены на мелкие дольки второго порядка. Эти последние несут по краю маленькие зубчики.
Листья папоротника щитовника мужского в начале развития
В благоприятных условиях жизни, когда достаточно света и влаги, щитовник образует споры, которые служат для размножения растения. На нижней поверхности листьев появляется масса мельчайших пятнышек-сорусов. Форма их почковидная, а окраска сначала зеленоватая, а затем коричневатая.
Когда идешь летом по лесу, кажется, что розетка листьев щитовника поднимается прямо от земли. Чтобы увидеть, откуда вырастают листья, лучше всего аккуратно выкопать растение. Подземная часть щитовника — толстое и довольно короткое горизонтальное корневище. Оно чем-то похоже на небольшой отрезок черного каната, обросший множеством тонких корней. Именно от конца корневища и отрастают листья, образующие широкую воронку. Листьев бывает немного — обычно не больше шести-восьми. Корневище щитовника с годами постепенно удлиняется, причем розетка новых листьев всегда появляется на его конце. Та часть корневища, где сидят листья, самая молодая. Дальше идут все более и более старые участки. Самая старая часть находится на противоположном конце. Здесь корневище постепенно отмирает, разрушается.
На корневище щитовника хорошо сохраняются остатки черешков листьев прошлых лет — короткие черные "пеньки", плотно примыкающие друг к другу. Особенно хорошо заметны они на верхней стороне корневища. Здесь отростки короче и торчат вверх. На нижней стороне отростки длиннее, прижаты к стеблю и словно переплетаются друг с другом.
По этим остаткам листьев можно определить примерный возраст папоротника. Сделать это сравнительно несложно. Сначала необходимо узнать, сколько листьев папоротник образует за один год. Для этого надо подсчитать число живых листьев, появившихся в текущем году. Приблизительно столько же появляется их и в другие годы. Затем следует сосчитать число "пеньков" — остатков листьев прошлых лет. Наконец, надо разделить число листовых остатков на число живых листьев. В результате мы получим число лет жизни данного экземпляра щитовника. Возраст растения может оказаться достаточно большим — 20, 30 и даже 40 лет. Щитовник — растение многолетнее и живет в лесу довольно долго.
Папоротники — древние растения, они дошли до наших дней из очень отдаленных геологических эпох. Современные травянистые папоротники, которые мы встречаем в лесу, в том числе и щитовник, — потомки мощных древовидных папоротников далекого прошлого. У древних растений был крупный ствол, увенчанный на верхушке громадными листьями, раскинутыми в разные стороны. А у щитовника, с которым мы только что познакомились, вместо вертикального ствола мы видим лежащее в почве горизонтальное корневище, на конце которого развивается розетка не очень больших листьев. Надо заметить, что корневище щитовника особое, совсем не такое, как у многих других лесных трав. Внешний вид его очень своеобразен, для нас непривычен. Когда смотришь на этот черный причудливый обрубок, невольно вспоминаешь о стволах древних вымерших деревьев.
Крупные перистые листья щитовника обычно не зимуют. В холодное время года сохраняется живым только одно корневище, скрытое под опавшей листвой. Когда сходит снег, мы видим в лесу бурые, отмершие прошлогодние листья, кое-где распластанные по поверхности почвы. Их прижал к земле снеговой покров, а после схода снега они остались в том же положении. В начале весны растение еще остается в состоянии покоя, никаких проявлений жизни у него незаметно.
Но если мы придем в лес в середине весны, увидим, что щитовник уже начал развиваться. В это время кое-где на почве виднеются рыжеватые округлые комочки, похожие на плоские закрученные улитки. Это будущие листья щитовника. Они собраны небольшими группами, каждая из которых отрастает от конца корневища. Зачатки листьев сплошь покрыты рыжеватыми чешуйками.
Спустя некоторое время можно видеть уже другую картину: "улитки" немного поднялись над поверхностью почвы на толстых стебельках. Сначала эти стебельки короткие, но затем быстро удлиняются, растут вверх. Нижняя часть листа формируется раньше всего. Здесь уже хорошо виден черешок, начали развертываться дольки листа. А верхняя часть еще закручена, выглядит как улитка. Правда, размеры этой улитки гораздо меньше, чем были вначале. Когда лист станет достаточно длинным, на конце его все еще сохраняется закрученная часть, но уже совсем маленькая. Когда она раскручивается, лист становится плоским. Однако необходимо еще некоторое время для того, чтобы листовая пластинка окончательно сформировалась, приобрела свою обычную величину и форму.
Орляк обыкновенный (Pteridium aquilinum)
Орляк обыкновенный широко распространен в наших лесах, особенно в сосновых. Узнать его нетрудно: листья растения крупные, с длинным "черешком" и неправильно треугольной листовой пластинкой, занимающей почти горизонтальное положение. Такие листья немного похожи по форме на раскрытый зонтик. Они располагаются всегда поодиночке, причем нередко довольно далеко друг от друга. Этим орляк отличается от многих других лесных папоротников, у которых листья более или менее удлиненные, перистые и собраны в пучки, напоминающие широкую воронку. Осенью листья орляка отмирают, зимует только корневище, скрытое в почве, тонкое, длинное, ползучее.
Весной орляк очень долго не появляется на поверхность. Только в самом конце весны, незадолго до цветения ландыша, в лесу можно заметить зачатки его листьев, пробившиеся из-под земли. Первое время будущие листья выглядят очень странно, и сказать, какое это растение, сможет далеко не всякий. Над поверхностью почвы поднимается сочный зеленый стебель, несущий на конце какие-то небольшие комочки. Сначала виден только один комочек. Потом он разделяется на несколько частей, причем каждая из них сидит на своем собственном стебельке. Причудливый росток постепенно развертывается и наконец становится заметно, что это лист папоротника.
Но развертывание листьев происходит довольно медленно. Полностью формируются они только в начале лета. Орляк — самый медлительный из всех наших папоротников. Он очень поздно принимает летний вид.
Отличительная особенность орляка — его "чистые" листья. На их нижней стороне вы никогда не увидите тех мельчайших буроватых пятнышек-сорусов, какие бывают у многих других папоротников. Вместо этих пятнышек у орляка по краю листа идет сплошная коричневатая полоса — бесчисленное количество отдельных сорусов, как бы слившихся друг с другом. Но когда вы, попадете в лес, вряд ли найдете на листьях орляка эту тонкую коричневатую каемку. Она встречается у растения крайне редко и обычно только на хорошо освещенных местах — вырубках, больших полянах и т. д.
Орляк почти никогда не размножается спорами. Он поддерживает свое существование и распространяется на новые участки в лесу иным путем — посредством разрастания своих корневищ. Следовательно, орляк перешел почти целиком на вегетативное размножение. То же самое наблюдается у многих других лесных растений.
Большинство папоротников сейчас никак не используется человеком. Мало использовались они и прежде. Однако орляк составляет исключение. В прежние времена его молодые побеги 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.