Многие задумываются над этим вопросом. Хотя, если разбираться, выяснится, что иголки, покрывающие различные хвойные растения — точно такие же листья, просто видоизменены.
Тут же возникает другой вопрос: зачем растениям вообще нужны листья? Оказывается, они выполняют несколько жизненно важных для деревьев (как и для других растений) функций. Одна из важнейших их функций — обеспечение растения питательными веществами. Листья собирают из воздуха углекислый газ и питательные вещества (минеральные соли) из почвы. Именно в листьях происходит процесс фотосинтеза, в результате которого образуется кислород и питательные вещества для растения. Кроме этого, листья испаряют излишнюю влагу, не нужную для питания. Естественно во влажном субтропическом климате преобладают широколистные растения. Некоторые из этих растений поселились и в более холодных краях, акклиматизировались и приспособились к местному климату. Они стали сбрасывать на зиму листья и впадать в своеобразную спячку.
Хвойные растения по сравнению с лиственными гораздо выносливее. Их листья-иголки покрыты специальной оболочкой, которая ограничивает испарение влаги из растения, чтобы сохранить как можно больше питательны веществ, особенно в зимний период. Хвойные растения очень активны и зимой и летом, поэтому их иголки остаются вечно зелеными (кроме лиственницы, которая свои иголки сбрасывает на зиму). Необходимо заметить, что у вечно зеленых иголок хвойных растений также есть свой срок жизни. Они тоже опадают, но не все разом, а постепенно и заменяются новыми.
Хвойные — одни из древнейших растений, населяющих нашу планету. Геологическая история их насчитывает около 370 млн лет. В процессе столь долгой эволюции листья, или иголки, хвойных сохранили особенности строения вплоть до деталей анатомической структуры. Они не так разнообразны, как листья цветковых растений, тем не менее различаются по форме, цвету и размеру, причем некоторые совершенно не похожи на привычную для нас хвою.
Наука и жизнь // Иллюстрации У большинства хвойных верхушки побегов защищены плотными тонкими чешуями, образующими в конце вегетационного сезона почку. Почечные чешуи покрыты защитным слоем смолы. На фото: молодая хвоинка, пробивающаяся из почки (увеличение в 10 раз). Иглы ели обыкновенной, появившиеся на молодой ветке (см. фото вверху справа). Видны подушечки — выступы коры, к которым крепятся иглы, и проводящие волокнистые пучки в виде бороздок (увеличение в 10 раз). Самая короткая хвоя (всего 1-1,5 см) у ели канадской (Picea canadensis). К пятихвойным соснам относится одна из самых красивых сосен — веймутова сосна (Pinus strobus). Хвоя — голубовато-зеленая, мягкая, тонкая, длиной до 10 см. Сосна Банкса (Pinus banksiana). <…> Иголки кедра атласского (Сedrus atlantica).<…> Хвоя у лиственницы мягкая, плоская. На укороченных побегах собрана в пучки по 20 хвоинок и более в каждом. Одна из самых красивых елей — ель сербская (Picea omorica): иголки плоские, изогнутые, сверху темно-зеленые, блестящие, снизу, благодаря голубовато-белым полоскам, серебристые. Мелкие шишечки этой ели привлекают зимой клестов. Пихта бальзамическая (Abies balsamеa).<…> ППо строению хвои псевдо-тсуга похожа на ель, но резко отличается от нее и других хвойных по форме шишек, имеющих забавные выросты — «хвостики» на чешуйках. Тисс ягодный, или обыкновенный (Taxus baссata). <…> Анатомическое строение иглы сосны обыкновенной. Хвоя лиственниц появляется в начале мая и облетает в конце сентября. Осенью дерево приобретает золотисто-желтый наряд. Так выглядит поверхность иглы ели обыкновенной при увеличении в 10 раз. На фото хорошо видны ряды устьиц. Через устьица ель, как и все высшие растения, и дышит, и выделяет кислород. Иголки сосны обыкновенной (увеличение в 10 раз). Видны пильчатый край и расположенные под эндодермой ряды устьиц. Пучок иголок на укороченном побеге лиственницы (увеличение в 10 раз). На нижней стороне хвоинки пихты при большом увеличении (в 20 раз) видны две белые полоски, в которых расположены устьица. Кончик хвоинки раздвоен. На нижней стороне хвоинки тсуги (увеличение в 10 раз) видны узкие белые устьичные полоски и выделения смолы. Верхняя сторона хвоинки тсуги блестящая, темно-зеленая, с продольными бороздками. ‹
Самое распространенное хвойное дерево — знакомая нам с раннего детства ель. Хвоя елей в виде одиночных хвоинок вырастает по всей поверхности ветки. Каждая хвоинка обычно четырехгранная. Грани иногда не очень заметны, хвоинки кажутся почти плоскими, но всегда видно, что они заострены на конце. Получается, что толстая еловая иголка как бы заканчивается еще одной совсем тонкой иголочкой.
В сечении хвоинка образует неправильный ромб, всегда направленный самым большим углом вниз. В этом углу находится средняя жилка листа. Такая конструкция придает иглам жесткость — вспомните, какие они прочные и колючие. Сразу под наружным слоем клеток хвоинки — эпидермисом — располагаются два слоя клеток с очень твердыми оболочками, придающими иглам еще большую прочность.
Как и у других хвойных, на листьях-иглах ели есть восковая оболочка — кутикула. Именно у этих растений кутикула наиболее толстая. Особенной толщиной кутикулы отличаются канадские виды елей, хвоя которых имеет голубоватый оттенок. В восковой оболочке растворяются выбрасываемые в атмосферу продукты сгорания автомобильного топлива, именно поэтому хвойные плохо растут в городе. Ель способна наращивать толщину кутикулы, и чем хуже экологическая ситуация, тем толще восковая оболочка и тем ярче елки. Но при достижении определенного предела наступает распад кутикулы, хвоя становится грязно-серой, теряет блеск и опадает.
Хвоя елей разных видов сильно отличается одна от другой. Очень короткие иголки у ели канадской — всего 1-1,5 см, к тому же шишки ее пахнут не скипидаром, как у других елей, а черной смородиной и образуются даже на самых нижних ветках; они не превышают в длину 6 см и созревают в первый же год.
У другого хорошо известного нам хвойного дерева — сосны ветки вначале растут, как у ели, то есть хвоинки располагаются поодиночке и по всей длине побега. На следующий год в пазухах хвоинок образуются укороченные побеги, настолько крошечные, что мы обычно не обращаем на них внимания. Листья-иглы на этих побегах вырастают пучками от 2 до 50 хвоинок в каждом, в зависимости от вида. Сосны даже делят на группы по числу хвоинок: 2-, 3- и 5- хвойные.
Самые многочисленные — двуххвойные сосны. Растут они в основном в Европе и Азии. К наиболее известным двуххвойным относятся повсеместно распространенная в России сосна обыкновенная и встречающаяся в Центральной Европе сосна Банкса. Хвоинки у сосны Банкса коротенькие, всего 2-4 см. Они очень жесткие и топорщатся в разные стороны, отчего ветки кажутся «растрепанными». Кстати, сосне принадлежит рекорд по длине листвы среди хвойных: североамериканская болотная сосна имеет иголки длиной до 45 см.
Треххвойные сосны почти все происходят из Америки. Пятихвойные — встречаются и среди европейских, и среди американских видов; они обычно имеют мягкую, длинную, тонкую и почти неколючую хвою.
К пятихвойным относится одна из самых красивых сосен — веймутова сосна. Хвоя на ее тонких, длинных, слегка поникающих веточках отмирает быстро, сохраняясь обычно лишь на 10-15-сантиметровых кончиках. В условиях средней полосы России мягкая нежная хвоя веймутовой сосны доставляет дереву немало неприятностей. Из растущих в наших садах и парках хвойных именно это дерево больше всего нравится воронам. Его хвоя служит им зимой источником витаминов. В результате весной после стаивания снега земля под веймутовыми соснами бывает покрыта толстым слоем оборванных воронами веток. Причем вороны обдирают эти хвойные не только в городе, но и в лесу.
Пять хвоинок имеет и сибирский кедр, который тоже относится к соснам и называется сосной сибирской. Кстати, в Подмосковье вороны охотно общипывают и кедр сибирский, и корейскую кедровую сосну, отличающуюся более мелкими шишками.
У настоящих кедров хвоинки тоже расположены в пучках на верхушках укороченных побегов. Хвоинок в пучке очень много, они тонкие, прямые и сравнительно короткие; ни у одного вида кедра они не превышают 5 см, а у кипрского кедра достигают лишь 1-2 см, отчего все ветки выглядят как плюшевые ленточки.
Такие же многочисленные и короткие хвоинки у лиственниц. Хвоя их похожа на обычные листья, она мягкая, тонкая, плоская, появляется в начале мая во время «цветения» и облетает в конце сентября. Листопад позволяет этому дереву расти севернее всех других крупных деревьев.
Зимой многие хвойные продолжают испарять воду через хвою, но при промерзании почвы или повреждении корней вода в них не поступает. Деревья высыхают, как белье на ветру, и гибнут. Лиственница же хвою на зиму сбрасывает, и зимнее высыхание ей не грозит.
Листопад спасает лиственницы и в условиях большого города: накопившиеся в хвое за лето вредные для дерева вещества осенью удаляются вместе с хвоей, что позволяет этим деревьям жить там, где ели и сосны обычно погибают. В отличие от сосен, у которых хвоя облетает вместе с веточкой, короткие побеги лиственниц не опадают, а в течение нескольких лет ежегодно выбрасывают новые пучки хвои. Зимой они торчат на дереве как бородавки.
Не совсем привычна для нас и хвоя пихты. Более 30 видов пихт растут вокруг Тихого океана на американском и азиатском континентах. Это огромные, до 100 м высотой, красивые деревья с гладкой корой и торчащими вверх шишками, распадающимися при созревании. Пихта в средней полосе России в природе не встречается. Пихта сибирская растет на северо-востоке европейской части, на Урале и в Сибири, образуя темнохвойные леса. На Кавказе встречается пихта Норманна, остальные виды растут на Дальнем Востоке.
Отличить пихту от хорошо знакомой ели легко по одной-единственной веточке. У пихты хвоя плоская и совершенно не колючая; она образует на ветке два хорошо заметных ряда, оставляя свободной верхнюю часть. У большинства пихт на нижней стороне хвоинок есть две белые полосочки, в которых располагаются устьица. У бальзамической пихты эти полоски широкие, отчего хвоинки кажутся ярко-белыми. Существует очень красивая и необычная по внешнему виду пихта, которая так и называется — одноцветная. Ее хвоя с обеих сторон серовато-зеленая. Хвоинки расположены редко и достигают 6-7 см в длину. Ветки этой пихты напоминают грабли. После опадения листьев на них остаются плоские рубцы, поэтому сами ветки почти гладкие.
Пихта, пожалуй, самое ароматное дерево среди хвойных. Пихтовая лапка — тонкие веточки с хвоей — ценное сырье для получения эфирного масла, которое применяется в медицине и косметике и служит сырьем для получения камфары.
Есть еще одно, не слишком знакомое жителям средней полосы хвойное растение — псевдотсуга. Внешне оно удивительно похоже на ель. От ели отличается, прежде всего, формой шишек. Шишки псевдотсуги образуются не на концах молодых веточек, а на побегах прошлого года и имеют далеко выступающие кроющие чешуи с длинными «хвостиками». Хвоя псевдотсуги располагается по всей ветке, как у ели.
Очень мелкая, до 1-1,5 см, хвоя у настоящей тсуги. Красивые деревья тсуги встречаются в Северной Америке, Китае, Японии, Индии. Иголки у этого растения — плоские, как у пихты, нижняя сторона хвоинок с белыми полосками, а чаще совсем белая. Кончик хвоинки круглый.
Длинные (до 3 см) узкие листья-иголки с двумя желтовато-зелеными полосками на нижней стороне и у тисса ягодного. Его листья живут очень долго, до 10 лет и более, и в течение всей жизни накапливают ядовитое вещество — таксин. Чем старше хвоя, тем более она ядовита. Семена тисса тоже содержат таксин, но в созревшей мясистой кровельке плодов ядовитых веществ нет, и птицы, например черные дрозды, охотно их поедают.
Подробности для любознательных
У хвойных каждая игла почти полностью воспроизводит строение стебля. Наружный слой клеток хвоинки, своеобразную «кору», называют эпидермисом. Сверху хвоинки покрыты восковой кутикулой. За эпидермисом следует гиподерма, или подкожица, — толстостенные клетки, которые защищают листья от повреждений (у дерева гиподерме соответствовала бы древесина). У многих хвойных гиподерма одревесневает. «Деревянную» оболочку имеют хвоинки ели, кедра и сосны. Особенно твердая гиподерма у пицундской сосны: верхние углы ее хвоинки буквально «забронированы» механической тканью, что позволяет очень длинной хвое совершенно не сгибаться.
За гиподермой расположена самая важная ткань иглы -паренхима, ее глубокие складки буквально нашпигованы зелеными шариками хлорофилла — хлоропластами. Именно в паренхиме происходит фотосинтез. В паренхиме же расположены смоляные ходы (смоляные ходы есть не у всех хвойных), их мелкие клеточки выделяют смолу. Каждый смоляной ход, как водопроводная труба, окружен толстостенными клетками механической ткани. Еще ближе к центру иглы располагаются сосудистые волокнистые пучки, окруженные «внутренней кожей» — механической тканью эндодермы. По одревесневшей ткани — ксилеме — проводящая вода идет от ветки к концу хвоинки. По неодревесневшей ткани — флоэме — органические вещества двигаются в обратном направлении. В проводящем пучке есть и своя паренхима. Иногда она зеленая — работающая на синтез, но чаще — одревесневшая, особенно в длинной хвое. В этом случае сосудисто-волокнистый пучок служит жесткой осью, не позволяющей хвоинке сгибаться.
Устьица, через которые дышат хвойные, обычно спрятаны глубоко под эндодермой, что позволяет сильно снизить расход воды зимой на испарение, а летом — во время засухи.
На взрослые деревья тля корневая нападает редко и большого вреда не причиняет, а вот саженцы из-за нее зачастую гибнут
2 года назад в моем палисаднике «прописались» 2 саженца голубой ели. Ухаживала я за ними очень старательно: поливала, притеняла в 1-й год от солнца, опрыскива.ла препаратами от вредителей. Поначалу мои елочки замечательно прижились и дали прирост. Но потом одна из них стала отставать в росте от своей сестренки, начала терять отдельные иголки, кончики веток стали подсыхать. При этом никаких вредителей я не нашла. Через пару месяцев у второй елочки появились те же признаки.
Решила проверить, не слишком ли уплотнилась земля у основания, не загнивают ли корни. Отгребла верхний слой земли и почувствовала, что елочка сидит некрепко, ее можно пошатнуть рукой, — значит, что-то не в порядке с корешками. Рискнула раскопать поглубже и вот там-то и обнаружила вредителя. Сначала показалось, что на корнях плесень, но, приглядевшись, увидела, что все корни были покрыты мелкими полупрозрачными насекомыми.
Как мне потом объяснили, это тля корневая (корневой червец) -очень опасный вредитель. На мощные взрослые деревья он нападает редко и сильного вреда не причиняет. А вот молодые саженцы с нежными корешками спасти обычно не удается. Я полностью извлекла обе елочки из земли, отмыла грунт, замочила корни в растворе биопрепарата против вредителей на несколько часов. Потом посадила деревца на новое место. Но они не прижились, видимо, повреждения были слишком сильные.
Скорее всего, елочки уже были заражены в питомнике или при перевозке. Так что в следующий раз обязательно буду промачивать ком земли растворами инсектицидов. А потом, при профилактических опрыскиваниях, обрабатывать не только хвою, но и почву под саженцем.
Ангелина ПРОШКИНА, г. Волгоград
В какое бы время года не посмотреть на елку или другое хвойное дерево — лесные красавицы всегда радуют глаз своими пушистыми зелеными ветками, тогда как другие деревья в зимний период стоят совсем голыми и будто засохшие. Почему же хвойные растения не сбрасывают иголки и остаются зелеными в любое время года?
Все мы знаем, что деревья поглощают углекислый газ и вырабатывают кислород. Данный процесс называется фотосинтез, и для его протекания растению нужны солнечный свет и вода. Как известно, зимой и с тем и с другим возникают проблемы: световой день становится короче, а вся вода в виде снега лежит на поверхности. Многие деревья решают проблему просто: сбрасывают листья, через которые выпаривается основной объем влаги, и ждут благоприятных условий, то есть весны. Хвойным же деревьям природа подарила ряд удивительных особенностей, которые позволяют им всегда оставаться зелеными.
Растение никак не может повлиять на наличие солнечного света, зато может бросить все силы, чтобы удержать в себе драгоценную влагу. Именно так и поступают хвойные деревья. Их листья, которые мы называем иголками, обладают очень маленькой площадью поверхности, что препятствует испарению большого количества влаги. Кроме того, хвойные лучше удерживают влагу из-за тонкой восковой пленки, которая покрывает их листья-иголки. Удерживающейся влаги им вполне хватает до наступления весны.
Но это не означает, что хвойные деревья вовсе не сбрасывают иголки. За несколько лет такие деревья полностью обновляют свою хвою — это обусловлено накоплением различных ненужных веществ в иголках и необходимостью их обновления. Однако для человеческого глаза данный процесс менее заметен, чем, скажем, осенний листопад крупнолистовых деревьев.