Лианы - одна из жизненных форм растений

Лианы - разнообразные вьющиеся растения, как деревянистые, с вечнозелеными или опадающими листьями, так и травянистые c очень широким ареалом. Лианы - древние растения, максимум их развития приходится на палеоген. На земном шаре насчитывается более двух тысяч видов.

Монстера Силтепекана

Описание

К лианам относятся разнообразные вьющиеся деревянистые и травянистые растения. Их объединяет некоторая общность строения, главным образом, стебля - гибкого, не способного самостоятельно держаться вертикально. Чтобы подняться вверх, стебель лианы должен иметь опору. Обвиваясь вокруг нее либо цепляясь за нее с помощью листьев, усиков, шипов, корней и других приспособлений, она может удерживаться в соответствующем положении.

На земном шаре насчитывается более двух тысяч видов лиан. Они широко распространены среди семенных растений, встречаются лианы среди папоротников, бамбуков, пальм. Так, лианы ротанговые пальмы известные как самые длинностебельные древесные породы, достигают в длину 200-300 м. Но нет ни одного семейства растений, полностью состоящего из лиан. Способность виться присуща только виду и передается от особи к особи.

Слово «лиана» произошло от французского глагола «lier» и его более старой латинской формы «ligare» - связывать. В Германии повсеместно Лиана - имя девушки, которое означает «объятие», «обнимающая». Во французском и немецком языках, кроме того, корень слова лиана встречается в понятиях «любовная связь», «интрига», лента».

Древесина главного ствола у лиан обычно состоит из сосудисто-волокнистых пучков, окруженных более мягкой тканью. Вынужденные тянуть воду на протяжении десятков метров по стволу, лианы всегда характеризуются сосудами с простыми перфорациями, что обеспечивает эффективную водопроводящую систему. В связи с этим ствол лианы не только снаружи, но и по внутреннему строению напоминает канат, соединяя гибкость с большой прочностью на растяжение.

У некоторых лиан не один, а несколько способов прикрепления к опоре. У долихандры «кошачий коготь» листья на длинных тонких свисающих побегах снабжены тремя очень цепкими коготками. Раскачиваясь при малейшем дуновении ветра, долихандра закидывает, подобно рыбаку, свои побеги-снасти, которые при приближении к опоре цепляются за нее «крючками», а затем закрепляется на ней быстро образующимися придаточными корнями. Не ограничивается одним способом закрепления на опоре и тропическая лиана монстера. Она поднимается вверх на высоту до 6 м с помощью своих крепких черешков-листьев, достигающих метровой длины. Черешками она опирается на ветви деревьев или другие опоры. Поднявшись вверх, монстера закрепляется на опоре множеством придаточных корней, которые вскоре образуются на ее стебле.

Древогубец лазящий

А безобидная лиана с названием древогубец мало того, что взбирается по опорам, опираясь на шипообразные и очень острые почечные чешуи, но и обвивает эти же опоры своими стеблями, а затем выпускает придаточные корешки-присоски, образующиеся у нее на побегах, для закрепления в вертикальном положении. Корешки плотно врастают в верхний слой коры дерева-опоры.

Чтобы найти опору и прикрепиться к ней, усик совершает кругообразное движение. При этом верхушка его у пассифлоры начинает закручиваться через 25 с после соприкосновения с твердым предметом, у винограда амурского усик реагирует не столь мгновенно, а верхушка совершает полный оборот за 2 ч. После надежного прикрепления к опоре свободная нижняя часть усика извивается спиралью и подтягивает побег, после чего ткани его деревенеют. Благодаря последующим анатомическим изменениям эта часть усика как бы превращается в прочную эластичную пружинку. Наличие большого числа таких пружинок, подвижно соединяющих лазящее растение с опорой, к которой оно прикреплено, приносит растению большую пользу, особенно при сильных порывах ветра, которые легко могли бы оторвать или разорвать усики, если бы они не имели этих удивительных приспособлений. Усики, не прикрепившиеся ни к какой подпорке, обычно также завиваются, но это завивание происходит у них значительно медленнее. Так, усик пассифлоры, ухватившийся за подпорку, может образовать в течение 2 дней приблизительно столько же спиральных изгибов, сколько усик, оставшийся неприкрепленным, мог образовать только за 12 дней. Иногда усики, не встретившие опоры, остаются травянистыми, отчленяются от побега и отпадают.

В природе наиболее распространены вьющиеся лианы, которые прикрепляются к опоре, обвивая ее побегами по винтовой линии подобно спирали. Концы побегов у них растут, совершая кругообразные движения в поисках опоры. При этом скорость кругового движения неодинакова у разных видов. Это круговое движение было обозначено термином «нутация», что означает вращение.

Усики у усиконосных лиан обычно обвивают опоры не по спирали, а по окружности и в разных направлениях, в зависимости от того, с какой стороны они коснулись опоры. Есть у усиков некоторых видов виноградных еще одно интересное свойство: на концах их при касании опоры образуются особые липкие пластинки, выделяющие клейкое вещество настолько высокого качества, что отделить усик (даже от полированного дерева, железа, стекла) невозможно, не разорвав его самого. Подобное клейкое вещество выделяют и придаточные корни корнелазящих лиан. Образование липких дисков и пластинок на усиках различных лиан можно рассматривать на примере бигнонии. Кончики усиков этой лианы при соприкосновении с каким-нибудь материалом начинают утолщаться, постепенно обрастая при этом отдельные волоконца, так что, в конце концов, здесь образуются мясистые паренхимные шарики, пронизанные в различных направлениях захваченными волокнами.

Способность прикрепляться к опоре присуща и опирающимся лианам, в частности ротанговым пальмам. Листья последней отходят под прямым углом от стебля и заканчиваются жгутом длиной 1-2 м с острыми шипами. Молодой лист сначала плотно сложен в виде стержня, поэтому свободно проникает между ветвями соседних деревьев; когда же он раскрывается, то плотно ложится на дерево, цепляясь жгутом-якорем. Так, выпуская все новые и новые листья, лиана добирается до самой вершины дерева, закрепляется в кроне и перебрасывается на другие деревья. Известны случаи, когда один ротанг одновременно рос по обеим сторонам ручья. При отсутствии опоры ротанг опускается на землю, образуя колючие непроходимые заросли.

Ваниль помпона

Образование у лиан разных приспособлений для лазания наблюдается на разных возрастных этапах. На быстроту роста растений и время возникновения у них лазящих приспособлений большое влияние оказывает способ размножения. При семенном размножении время, необходимое для образования лазящих приспособлений, значительно продолжительнее, чем при вегетативных способах.

Распространение

Лианы имеют очень широкий ареал. Эти растения встречаются в любой климатической зоне, где в составе растительных сообществ имеются деревья, которые лианы могут использовать в качестве опоры. Однако распределение лиан в растительном покрове земли очень неравномерно, более 90% видов произрастают в тропиках. Однако и в тропиках лианы распространены неравномерно: большая часть - во влажных (дождевых) и муссонных лесах, меньшая, причем преимущественно травянистые виды, в сухих древесных формациях тропиков и саванн. Климатические факторы тропических влажных лесов - высокая среднегодовая температура, постоянная высокая влажность воздуха (до 90%), обилие осадков (2000-4000 мм) и отсутствие ярко выраженного сухого периода - оптимальны для жизни лиан.

В умеренной зоне земного шара произрастает около 200 видов лиан. В Европе лазящие растения составляют менее 2% флоры. Произрастание в зонах субтропического и умеренного климата ограничивается не только низкими температурами воздуха, но и сезонностью выпадения и скудостью осадков. Лианы отсутствуют в полярных и альпийских областях.

Тропические леса не только богаты видовым разнообразием лиан, здесь произрастают их наиболее яркие и оригинальные представители: орхидея ваниль, дикий перец, циссусы, непентесы, бугенвиллии, пассифлоры, муссенды и пр. Кроме деревянистых, в тропиках широко представлены лианы - папоротники, селагинеллы, злаки.

Виды лиан

Наиболее полно отражает многообразие лазящих растений, их экологические особенности и эволюцию приспособлений к избранному образу жизни классификация лиан по способу лазания: опирающиеся, корнелазящие, вьющиеся, усиконосные.

К опирающимся лианам относятся лазящие растения, не имеющие специальных органов лазания. Закрепление побегов на опорах часто происходит с помощью колючек и шипов. Эта группа биологически представляет низшую ступень лазящих растений, она позволяет понять этапы формирования лианоидных форм. К опирающимся лианам относятся некоторые виды ротанговых пальм, роз, ежевик, дерезы, монстер и др.

Черный перец

Корнелазящие лианы - это лазящие растения, закрепляющиеся на опорах с помощью придаточных корней и их специфических выделений. Придаточные корни обычно развиваются со стороны побега, обращенной к опоре, во влажной среде и при затенении. К данной группе относят представителей рода плющ, кампсис, некоторые виды рода гортензий, фикус, ваниль, кактус селеницериус.

У вьющихся лиан отвесное положение стебля сменяется круговым вращением, с помощью которого и происходят поиски опоры и закрепление на ней побегов. К вращению присоединяется еще действие отрицательного геотропизма, который заставляет стебель подниматься вверх в процессе обвивания и в то же время не позволяет ему обвивать горизонтальные или сильно наклоненные подпорки. Помимо кругового вращения для побегов вьющихся лиан характерна большая длина растущей зоны стебля и междоузлий, медленный рост листьев в верхней части, интенсивный и продолжительный рост, бичевидная форма побега. Замедленное листообразование на побеге касается не заложения, а роста листьев. В связи с этим рост междоузлий резко обгоняет рост листьев. Быстрое удлинение междоузлий при замедленном росте листьев приводит к уменьшению массы растущих верхушек побегов у лиан и к образованию своеобразного бичевидного типа побегов. Длина такого побега у некоторых тропических деревянистых лиан, например у диоскореи, 2-3 м. Листья у этих растений достигают нормальной величины лишь на расстоянии нескольких десятков междоузлий от верхушки побега.

У лиан этой группы наблюдается диморфизм побегов: удлиненные, как правило, вегетативные (ростовые) - исключительно ищущие опору и закрепляющиеся на ней имеют часто недоразвитые чешуевидные листья; укороченные, часто генеративные (плодовые) - невьющиеся с зеленой фотосинтезирующей листвой. Большинство лиан умеренной зоны обвивают опоры против часовой стрелки.

Усиконосные лианы прикрепляются к опоре с помощью усиков, обладающих чувствительностью к длительному соприкосновению с твердой опорой, что и приводит к ее обхватыванию. Это наиболее совершенная группа среди лазящих растений. Усики по своему морфологическому строению могут быть листового и стеблевого происхождения. Иногда на концах разветвленных усиков имеются каллюсообразные вздутия, с помощью которых они прирастают к опоре. К этой группе относятся виды рода виноград, виноградовник, девичий виноград и др.

Чаще других встречаются усики листового происхождения. У тыквы и глориозы усиком стала средняя жилка листа, у гороха и вики - три верхние дольки. У кобеи цепкой каждый усик несет по два крючка, загибающихся при малейшем прикосновении к чему-либо, даже к руке человека. Усики, даже самые чувствительные, совершенно не реагируют на удары капель дождя, как бы сильны они ни были. У эхиноцистиса, пассифлоры и у некоторых других растений усики, обладающие высокой контактной чувствительностью, совершенно не реагируют на прикосновение к ним других усиков того же растения или же, образовав временный изгиб, скоро опять распрямляются.

Часто из группы усиконосных выделяют лианы-листолазы, закрепляющиеся на опоре с помощью черешков листьев. Последние имеют нормально развитые листовые пластинки, выполняющие все свойственные им физиологические функции. Черешки способны при соприкосновении с опорой захватывать ее, обвиваться и закрепляться на ней. Через 2-3 дня такой черешок сильно вздувается и утолщается почти вдвое, приобретает исключительную упругость и твердость. Зимой листовые пластинки у листопадных видов лиан-листолазов отпадают, но черешки остаются прикрепленными к опоре в течение двух лет (иногда более). Взбираются на опору при помощи черешков листьев ломоносы, настурции и княжики.

Эхиноцистис лопастный

Эволюция

Лианы - древние растения, максимум их развития приходится на палеоген. Многочисленные лазящие растения из папоротников произрастали еще в лесах каменноугольного периода. По древности лианы уступают лишь деревьям и кустарникам. С увлажнением климата и распространением лесов предки современных лиан попали в лесные заросли. При затенении под пологом леса у них резко замедлился рост стеблей в толщину, что было связано с ослаблением камбиальной деятельности. Следствием этого явилось образование тонких годичных колец, недоразвитие древесины, что должно было вызвать полегание стеблей у предков лиан.

Чтобы выжить в новых условиях, им понадобилось выработать специальные приспособления - усики, присоски, воздушные корни, колючки, шипы, обвивающиеся стебли и черешки листа и т. д. С их помощью и максимально вытянув стебель, растения вынесли свой листовой аппарат над пологом леса. Стебли у лиан, пробившихся к свету, не имеют боковых побегов и разветвлений. Большим преимуществом для произрастания лиан является то, что их укоренение происходило в весьма плодородной, постоянно обводненной почве.

Эволюционный процесс развития жизненной формы лианы был вызван воздействием внешних факторов, среди которых первостепенное значение имела густая тень, заставившая подняться как можно выше для получения необходимого света. При этом у молодых побегов появилась способность легко гнуться, поникать, а также, следуя за движением солнца, систематически описывать круги в одном и том же направлении. Эти движения постепенно наследственно закреплялись, и в результате естественного отбора появлялись формы вьющихся растений.

Использованная литература: «Лианы». Н. В. Осипова. - М. : Лесн. пром-сть, 1989. - 159 с.