Главная особенность хвойных деревьев, знакомая нам c детства — листья-иголочки, не опадающие ни зимой, ни летом. Однако то, что иголки на ёлках и соснах вечные — неверное утверждение.
Зачем деревьям иголки, когда опадает хвоя и чем отличаются хвойные деревья друг от друга — узнаем вместе в нашей статье.
Ёлки-иголки
Все мы прекрасно знаем, что осенью лиственные деревья избавляются от своей кроны (зачем они это делают — читайте здесь). На фоне этих деревьев с голыми ветками особенно ярко выделяются нарядные ели и сосны, чья хвоя дерзко зеленеет даже под снегом. Почему же хвойные деревья не сбрасывают свои иголки зимой?
Строение иголки
Ответ кроется в особом строении иголок. Хвоя — это разновидность листьев. Каждая иголочка практически полностью повторяет строение стебля. Верхний клеточный слой иголки (эпидермис) покрывает слой воска. Смоляным слоем покрыты и особые почки, венчающие чешуйчатые «макушки» побегов, которые есть у большинства хвойных представителей.
За слоем эпидермиса находится гиподерма, или подкожица. Она представляет собой клетки с толстыми стенками, защищающие иголки от повреждений. Если провести параллель со стволом дерева, то у него такую же защитную функцию выполняет древесина.
У большинства хвойных деревьев гиподерма одревесневает. Такой процесс характерен для ели, сосны и кедра. Наиболее прочную гиподерму имеет пицундская сосна — верхние уголки хвои становятся настолько «деревянными», что её иголки делаются практически несгибаемыми.
Следом за гиподермой располагается следующий слой — паренхима. Это важнейшая ткань иголочки, именно в паренхиме содержатся хлоропласты. Благодаря содержащемуся в них хлорофиллу в ткани протекает фотосинтез. Также в паренхиме находятся особые, окружённые плотными клетками ткани смоляные ходы, имеющиеся не у всех хвойных растений. Клетки ходов вырабатывают смолу.
Рядом с центром хвоинки находятся сосудистые волокнистые пучки, покрытые эндодермой. Внутренние ходы и ткани работают подобно хорошо слаженной системе водоснабжения: от ветки и по всей иголке по одревесневевшим клеткам двигается проводящая вода, а по уцелевшим от одресневения тканям — органические вещества. Одревесневшая ткань называется ксилемой и вода по ней двигается в конец иглы, а «ход» для органических веществ именуется флоэмой и по ней поток идёт в обратном направлении.
Паренхима существует и в проводящем пучке. В большинстве случаев она одревесневшая, наиболее часто она встречается в длинных иголках, служит особым «стержнем» прочным иголкам. Но есть и зелёная паренхима — это означает, что она работает на синтез.
Зимой и летом одним цветом
Чтобы листок-иголка имел возможность дышать, в хвое есть специальные устьица. Они спрятаны под эндодермой. Глубина их залегания обеспечивает низкий расход испарения влаги в зимнее время, а также в летнее в засушливые периоды.
Из-за особой оболочки хвоинок, глубины залегания устьиц, хвойные деревья испаряют небольшое количество влаги, и это позволяет им перенести долгое время непогоды. Например, живущий в засушливых районах эвкалипт спасается только благодаря своим иголочкам, которые помогают ему сохранить драгоценную влагу.
Обновление хвои происходит не сразу, а постепенно. Причём происходит это не в один год. Часто каждая иголочка на дереве находится несколько лет, пока не опадёт и на её месте не появится новая.
Такие непохожие хвойные
Хвойные не столь разнообразны, как лиственные растения, однако и они различаются по величине, форме, цвету — не только в целом всё растение, но и их иголочки.
Ель является самым распространённым хвойным деревом. Все мы прекрасно знаем, как она выглядит, хотя некоторые люди путают ель с сосной. Хвоинки у ели вырастают по одной и располагаются на всей поверхности ветвей. По форме иголки четырехгранные, хотя это не особо заметно, кажется, будто хвоинка плоская, с заострением на конце. Особая конструкция иголки придаёт ей жёсткость. А за прочность отвечают два клеточных слоя с твёрдыми оболочками, которые находятся под эпидермисом хвоинки.
Восковой слой у ели очень толстый, особенно этим могут похвастаться канадские виды, имеющие хвою голубого оттенка. Воск выполняет настоящую защитную функцию, так как именно в этом слое растворяются продукты сгорания автомобильного топлива, выбрасываемые в атмосферу. Если уровень загрязнения в атмосфере высок, ель начинает утолщать защитный слой, хвоя становится ярче. Но это не может происходить до бесконечности, и однажды слой распадается, иголки теряют свой яркий цвет, становясь блёклыми и сероватыми, а затем и вовсе опадают.
Иголочки разных елей отличаются друг от друга. Например, у канадской ели хвоя достигает всего сантиметр-полтора длины, тогда как у обычных елей длина иголок, в среднем, составляет три сантиметра.
Сосна
Хвоинки сосны растут сначала таким же образом, как у ели – по одному – и по всей длине побега. Однако позже, через год, в пазухах иголок вырастают ещё и коротенькие побеги, еле различимые глазом. Образуются настоящие пучки из игл, от двух до пятидесяти хвоинок в каждом пучке. В зависимости от количества таких «пучковых» иголок сосны делят на особые группы.
Существуют двух-, трёх- и пятихвойные сосны. Самые распространённые — двуххвойные. Такие сосны произрастают в основном в Европе и Азии. К двуххвойным относится и сосна обыкновенная, которую мы привыкли видеть на просторах нашей страны. По длине хвоинок у сосен также случается «разброс» — есть и короткие иголочки (сосна Банкса, два-четыре сантиметра), есть и настоящие гиганты (североамериканская болотная сосна, полметра).
Больше интересных материалов:
Трёххвойные сосны практически все «родились» в Америке, а вот пятихвойные появились и из Америки, и из Европы. Чаще всего их хвоя мягкая, длинная и тонкая. Поэтому если, например, такая сосна растёт в неподходящих суровых для неё условиях, дереву приходится несладко.
Случается, что угрозу для сосен составляют не только неблагоприятные погодные условия и природные катаклизмы, но и настоящие птичьи нападения. Например, хвоя вейтмутовой сосны очень нравится воронам. Тонкая, богатая витаминами, она является настоящим спасением для пернатых в зимнее время года. После подобных вороньих атак сосны часто стоят с обломанными ветками и в городе, и в лесной зоне.
Сибирский кедр, несмотря на своё «самостоятельное» название, тоже относится к соснам, причём к пятихвойным. Кедровые хвоинки тонкие и короткие, не более пяти сантиметров длиной. Иголочек в пучках много, поэтому кедр приобретает очень мягкий пушистый вид.
Пихта
Своим внешним видом от елей и сосен отличается пихта. Более тридцати видов этого дерева произрастает в Америке и Азии. Сибирскую пихту можно встретить на Урале и в Сибири, а вот на Кавказе растёт пихта Норманна. Также есть отдельные виды, растущие на Дальнем Востоке.
Пихтовая хвоя имеет плоскую форму, иголочки мягкие. Хвоинки строятся на веточке в два ряда. По цвету иголок среди пихт существует разнообразие: есть деревья с беловатыми иголками, есть и с серовато-зелёными. Цвет зависит от расположения и размера устьиц.
Среди хвойных деревьев пихта имеет самые ароматные веточки. Именно из-за этого хвою пихты активно используют в косметической и фармацевтической промышленности.
Какое хвойное дерево сбрасывает зимой иголки?
Особого упоминания заслуживает лиственница. Именно она, в отличие от своих хвойных собратьев, избавляется от колючей кроны в зимний период.
Хвоя лиственницы тонкая и мягкая, похожа на обычные листья. Произрастающая в Сибири и на Дальнем востоке, лиственница на себе испытывает все «прелести» сурового климата. В зимнее время дерево не может позволить себе растерять и малейшие запасы влаги, поэтому избавляется от колючих «испарителей».
Сбрасывание хвои в городских условиях помогает лиственнице очиститься и от вредных веществ, которые накопились в восковом слое её иголок. В неэкологичных районах, где не выдерживают ели и сосны, лиственница спокойно продолжает существовать.
У всех деревьев есть листья. А как же елки, сосны, кедры и пихты? Ведь у них вместо листьев иголки. Но это только на первый взгляд. Ведь на самом деле иголки – это такая разновидность листьев. Благодаря своему строению листья-иголки могут оставаться на дереве даже зимой!
Зимой и летом — одним цветом: почему?
Почему же от обычных листьев дереву приходится избавляться осенью, чтобы пережить зиму, а хвоя может зеленеть и под снегом? Дело в том, что лист испаряет очень много влаги. Ученые говорят, что дерево – это фонтан водяных паров. Но зимой испарение значительно увеличивается (вспомним, как быстро сохнет белье на морозном воздухе). Корни зимой не могут обеспечить дерево таким количеством влаги, так как земля глубоко промерзает. Поэтому осенью дерево предусмотрительно сбрасывает листву.
Зато листья-хвоинки испаряют очень мало влаги. Ведь верхний слой клеток представляет собой жесткую оболочку. Сверху они покрыты тонким слоем воска. Благодаря этому хвойные растения могут пережить холодную снежную зиму. Именно листья-иголки позволили этим деревьям жить далеко на севере, где круглый год очень холодно. Очень помогла хвоя такому дереву, как эвкалипт, который живет в засушливых районах, где нужно экономить каждую капельку драгоценной влаги.
Правда, не все хвойные деревья стоят зелеными всю зиму. Так, например, избавляется от наряда лиственница. Дело в том, что лиственница живет в особенно суровых условиях и не может позволить себе зимой даже очень малой потери влаги. Кроме того, вместе с иглами лиственница избавляется от вредных веществ, накопившихся в них.
Размеры и польза хвои
Конечно, хвоя не «сопровождает» растение всю жизнь. Время от времени иголки приходится обновлять. Хвойные растения не сбрасывают с себя всю зелень сразу – хвоя обновляется постепенно. Одна иголка может жить на дереве несколько лет. После этого она опадает, и на дереве вырастает новая, свежая.
Иголки могут быть длинными, а могут быть очень короткими. Так, например, у некоторых видов елей длина иглы составляет всего 1-1,5 см. А самая роскошная хвоя у североамериканской болотной сосны – ее иглы достигают полуметра!
Кстати, очень интересно, что восточная медицина уделяет хвойным растениям особое внимание. Йоги говорят, что иглы деревьев накапливают очень много положительной энергии, которую дерево может передать человеку. Поэтому целители советуют людям чаще гулять в хвойных лесах, прикасаться к хвое, обнимать стволы елей и сосен. А официальная медицина говорит, что эфирные масла, содержащиеся в хвое, благотворно влияют на здоровье человека. Поэтому аромат хвои не только приятен, но и очень полезен.
Лучше задаться таким вопросом: а для чего растению вообще нужны листья? Функций у них несколько. Прежде всего, они обеспечивают растение питанием. Именно листья собирают углекислый газ из воздуха, воду и минеральные соли из почвы. А содержащийся в листьях хлорофилл поглощает солнечную энергию, под действием которой углекислый газ и вода преобразуется в сахаристые вещества, которые и питают растение.
Кроме того, листья через крохотные поры на поверхности испаряют лишнюю, не нужную для питания воду. Чем больше её, тем больше и поверхность листа. Нетрудно догадаться, что родина всех широколистных растений — влажные субтропики. Постепенно некоторые из них расселились в более холодные края, акклиматизировались, видоизменились и приспособились на зиму сбрасывать листву, впадая в своеобразную спячку.
