Что растения и животные — это организмы? Все ли организмы развились из одной или немногих первичных форм?
Растение
Растения и животные, объединяемые под общим названием организмов, отличаются при жизни от тел неорганической природы и от отмерших растений и животных рядом существенных признаков. К последним относятся:
v характерный обмен веществ (ассимиляция и диссимиляция),
v раздражимость (или т. н. чувствительность),
v рост, являющийся результатом внутренних процессов и глубокой перестройки воспринимаемых извне веществ (отличие от роста кристаллов),
v способность к размножению—тоже результат внутренних процессов.
Отличия растений от животных почти до начала 19 века казались вполне четкими и ясными. Линией в «Философии ботаники» («Philosophic botanical», 1751) кратко характеризовал:
• «растения растут и живут».
• «животные растут, живут и чувствуют».
Ламарк в «Философии зоологии» («Philosophie zoologi-que», 1809) отличительными признаками растения считает отсутствие раздражимости, движения, и способности переваривать пищу. Но по мере дальнейшего расширения круга известных организмов и более углубленного изучения их становилось все трудное провести резкую грань между животными и растения.
Так, с одной стороны, многие низшие животные, как, например, губки, полипы, морские лилии и др., ведут сидячий образ жизни, с другой — многие низшие растения (некоторые водоросли, бактерии) активно движутся в течение всей своей жизни; другие же (многие водоросли, некоторые грибы и даже мхи, папоротники и д р.) имеют в цикле своего развития подвижные стадии (зооспоры, сперматозоиды). Оказалось, далее, что все растения обладают раздражимостью («чувствительностью»), т. е. способны реагировать на воздействия внешних факторов. Таким образом, постепенно выяснилось, что нет ни одного, безусловно, универсального признака, на основании которого можно было бы безошибочно решить, является ли данный организм растением или животным.
Различия между высшими растениями и высшими животными весьма заметные и резкие. Но у ряда ниже организованных представителей тех и других встречаются признаки, характерные для противоположной группы. Последнее лишний раз доказывает правильность взгляда Дарвина, что все организмы развились из одной или немногих первичных форм. Таким образом, невозможно различать растения и животные по какому-либо одному признаку. Можно характеризовать растения лишь совокупностью ряда признаков, каждый из которых в отдельности характерен не для всех растения, а лишь для большего или меньшего числа их.
Теория Чарльза Дарвина дает исчерпывающий ответ о сущности организмов
Главенствующие из этих признаков таковы:
1. неподвижность, точнее, прикреплённость к одному постоянному месту произрастания и не способность менять его.
2. Наличие хлорофилла, у некоторых (бурые, красные, диатомовые водоросли и д р.) замаскированного другими пигментами.
3. Обусловленная наличном хлорофилла способность усваивать неорганические вещества почвы, воды и воздуха (углекислый газ) и создавать из них органические вещества.
4. Ни одно животное не может питаться неорганическими веществами и обязательно должно получать в пищу органические вещества. В связи с особенностями питания растения, содержащих хлорофилл, у них преобладают процессы расселения, восстановления и реакции эндотермические, в то время как у животных преобладают процессы окисления и реакции экзотермические.
5. Растения для своего азотистого питания нуждаются лишь в простых азотных или аммиачных соединениях, из которых они могут строить белки своего тела. Животные же обязательно нуждаются в белках или полноценном наборе аминокислот, необходимых для построения белков.
6. Клетки, составляющие тело растения, имеют б. или м. твердую оболочку, резко отличающуюся притом по своему составу (целлюлоза, пектиновые вещества и д р.) от протоплазмы. Клетки животных подобных оболочек не имеют и обычно покрыты на поверхности лишь несколько более уплотненным протоплазматическим слоем или же если—реже—и имеют оболочку, то состоящую из белковых веществ. Целлюлоза же, столь характерная для растения, в животном мире обнаружена лишь в группе оболочников (Tunicata).
7. В связи с наличием плотных оболочек растения стоит и иная организация клеток растения в сравнении с животными. Во взрослых живых клетках растения почти всю полость клетки занимает огромная вакуоля или вакуоли с водянистым клеточным соком. Вещества, растворимые в клеточном соку, обуславливают значительное осмотическое и тургорное давление клеточного сока на протоплазму и оболочку клетки. Тургорное напряжение играет крупную роль чисто механического фактора и поддерживает листья и травянистые стебли растения в их нормальном положении. Клетки животных и голые клетки растения (зооспоры, гаметы) не имеют больших вакуолей и заметного тургора.
8. Химический состав оболочек, значительная роль в процессах метаболизма и в отложениях запасных веществ у растения углеводов (крахмал, сахар, инулин и д р.) обусловливают отличие растения от животных по химическому составу. У растения количественно преобладают углеводы; азотистые же вещества значительно уступают им, а у животных—наоборот.
9. В связи с наличием плотных клеточных оболочек пища поступает в растения только осмотически через оболочки в растворенном виде. У растения невозможны обволакивание и заглатывание твердых частиц, характерные для питания огромного большинства животных.
10. Отчасти в связи с осмотическим поступлением пищи в растениях и ничтожной концентрацией пищевых веществ во внешней среде стоит поступление у них питательных веществ не через ротовое отверстие, а через большую часть всей поверхности тела—конечные разветвления корневой системы, листья, молодые зеленые стебли, значительную часть или все тело у низших растений.
11. Указанные особенности питания и поступления пищи в растениях и ничтожная концентрация их пищевых веществ в окружающей среде обусловливают внешний облик растения—очень сильное расчленение и уплощение (листья) их тела по сравнению с животными. Благодаря этому растения имеют огромную поверхность соприкосновения с внешней средой и могут получать из нее питательные вещества в достаточном количество, несмотря на ничтожное содержание углекислоты в атмосфере и минеральных солей в почвенных растворах.
12. В связи с особенностями питания растения может быть поставлено отсутствие у них пищеварительных полостей, а в связи с неподвижностью и пассивным получением пищи поверхностью тела —отсутствие мускулатуры, нервной системы. Весьма характерно также для растения отсутствие системы обособленных внутренних органов, имеющихся у всех животных, кроме самых низших типов.
13. В начальных стадиях развития растения из оплодотворенной яйцеклетки, но бывает стадий бластулы, гаструлы, и не образуются т. н. зародышевые листки, характерные почти для всех многоклеточных животных.
14. Рост большинства растений происходит не во всех частях тела, как у животных, а лишь в немногих, сравнительно ничтожных участках его: в длину—у осевых органов т. н. верхушечный рост на вершинах стеблей, кончиках корней и у некоторых еще в определенных участках по длине осевых органов т. н. интерскалярный рост; в толщину —гл. обр., в области камбия между древесиной и лубом.
15. У большинства растений рост в длину и толщину продолжается неограниченно долго, в течение почти всей жизни, у высших растений—благодаря непрекращающейся деятельности меристематической ткани, ведущей свое начало непосредственно от эмбриональных клеток зародыша. Поэтому растения иногда называют открытой системой, а животных, довольно скоро заканчивающих рост, —закрытой.
16. Рост в длину высших растений, имеющих органы, связан с повторным образованном органов (стеблей, листьев, корней) в течение всей жизни растения, тогда как у животных все органы закладываются б. ч. уже в эмбриональном развитии и во взрослом состоянии никаких органов вновь не образуется.
17. Способность к регенерации б. или м. значительных участков тела, свойственная, гл. обр., низшим типам животных и почти отсутствующая у высших, в несравненно большей степени свойственна даже и наиболее высоко организованным представителям растений. Это, вероятно, стоит в связи с непрекращающейся деятельностью их меристематических тканей в течение почти всей жизни, с наличном в теле взрослых растений большого количества неспециализированных клеток, хотя и закончивших свой рост и формирование, но легко могущих начать вновь делиться и стать меристематическими, а также в связи с метаморфностью развития высших растений, образующих одноименные органы последовательно один за другим (побег за побегом, лист за листом и т. д.).
18. Весьма характерна для растения значительно большая, чем у животных, пластичность их, приспособляемость в онтогенезе к условиям внешней среды. Это стоит, конечно, в связи с неподвижностью растения, невозможностью уходить от неблагоприятных внешних условий. В результате естественного отбора выживали те растения, которые обладали наибольшей пластичностью и передавали эту способность по наследству,
19. Животные являются диплоидными организмами; гаплоидны у них лишь гаметы, перед образованием которых происходит редукционное деление клеточных ядер. Диплоидный набор хромосом в клеточных ядрах, восстанавливающийся сейчас же при оплодотворении, проходит через весь цикл развития животного вплоть до образования гамет. У растения характер смены ядерных фаз весьма различен в разных систематических группах и далее в пределах одной группы. Такая смена ядерных фаз, как у животных, имеет место лишь у немногих низших растений (диатомовых, фукусовых, некоторых зеленых водорослей, немногих грибов). Для большинства характерна большая длительность гаплоидной фазы. Смене ядерных фаз у многих растений соответствует чередование полового и бесполого поколений, б. или м. выраженных морфологически и далее ведущих у многих раздельный образ жизни.
Теория Чарльза Дарвина о происхождении видов. Проблема органической целесообразности
Вопрос о происхождении растения, перекрещивающийся с вопросом о происхождении жизни, не может считаться окончательно разрешенным. Оставляя открытым вопрос о происхождении жизни вообще и растения в частности, можно с большой вероятностью считать, что первичные организмы появились в океане. В результате эволюции произошло в дальнейшем разделение организмов на две основные ветви— растения и животных, тоже живших вначале исключительно в водной среде. Бактерии и простейшие водоросли, известные уже из докембрийских отложений, являются, вероятно, группами растений, наиболее рано выделившимися из их первичных предков.
Основным принципом эволюции формы у растения являлось увеличение поверхности их тела путем ветвления, уплощения и т. п.; это давало большую поверхность соприкосновения с внешней средой и увеличение поступления из нее питательных веществ. Увеличение объема одноклеточных организмов привело к выработке многоядерных, т. н. неклеточных растений (сифоновые водоросли, грибы-фикомицеты). Они не получили широкого развития, и эволюция растений пошла по пути развития многоклеточных форм. Вначале это были, вероятно, т. н. колонии из одинаковых клеток.
В дальнейшем вырабатывалась дифференцировка между клетками по функциям и строению. Уже у многих высших морских водорослей имеется довольно далеко зашедшая дифференцировка клеток. Морфологическая же дифференцировка зашла еще дальше, и выработались стебли, листья и корнеподобные органы. Выход растения на сушу, где имеются гораздо более разнообразные условия существования, чем в однообразной водной среде, привел к постепенной выработке сложного морфологического расчленения, усложнению анатомического строения (необходимость развития покровных, механических, проводящих тканей и т. п.) и разнообразию способов размножения у растения.
Правда, низшие наземные растения—бактерии и грибы —имеют очень простое и однообразное строение их вегетативного тела, т. н. таллома. У бактерий эволюция шла, гл . обр., по пути выработки разнообразия жизненных процессов у различных представителей их. У грибов, ископаемые остатки которых известны, эволюция шла по пути дифференцировки способов размножения и, гл . обр., разнообразнейших органов размножения, а также вы работки паразитизма. Грибы образовали своеобразную ветвь эволюции: в результате их особого симбиоза с водорослями развилась большая группа лишайников.
Высшие растения, заселившие всю сушу, развились, несомненно, из каких-то водорослевых предков, перешедших к жизни на сушу (филогенез). Наиболее древние представители высших (кормофитных) сухопутных растений, известные в настоящее, время, —псилофиты—найдены уже в верхнесилурийских отложениях (а сомнительные—в докембрийских). Они ещё не имели расчленения на стебли, корни и листья (у некоторых были зачаточные листья) и имели вид цилиндрических дихотомически ветвящихся кустиков.
Положение растений в общей классификации организмов
Некоторые ботаники считают, что из псилофитов развились мхи, достоверные ископаемые остатки которых известны только начиная с каменноугольного периода; другие—и это, вероятно, правильное—предками мхов считают непосредственно водоросли. Из псилофитов выводят все остальные три ветви высших споровых растеннй —плауновидные (Lycops ida), хвощевидные (Sphe-nopsicia ил и Arthrophyta) и папоротники в широком смысле (Ptoropsida). Они начал и развиваться в девонском периоде. Плауновидные и хвощевидные достигли максимума своего развития в камонноугольном периоде.
Ныне живущие хвощи, плауны, селагиноллы —жалкие остатки этих ранее пышно развитых групп. Различные группы папоротников в широком смысле достигали максимума своего развития в каменноугольном, пермском периодах, а ныне живущие папоротники, более широко распространенные в мезозое, и в настоящее время вряд ли находятся в состоянии угасания. В указанных группах высших споровых растениях уже произошла дифференцировка основных морфологических органов растений—корней, стеблей, листьев, —отсутствовавшая у примитивных псилофитов.
Анатомическое строение их тоже достигло весьма значительной высоты.
Обширная и разнообразная группа голосеменных была довольна хорошо представлена узко в каменноугольном периоде, когда было много т. н. семенных папоротников, или птеридосперм , и кордаитов, возникших, несомненно, значительно ранее, а в триасе вымерших. В триасе и юре был пышный расцвет саговников и от части гникговых, впоследствии значительно сократившихся или почти вымерших (гинкговые); в триасе появились беннеттиты, достигшие полного расцвета в юре и нижнем молу и затем вымершие. Из пермского или даже верхнекаменноугольного периода известны первые несомненные хвойные—единственная группа голосеменных, прекрасно сохранившаяся до настоящего, времени, достигшая теперь даже максимального развития.
Происхождение голосемеенных, возможно, крупнолистные—через семенные папоротники из первичных папоротников, а мелколистные, быть может, из плауновидных. Существенными прогрессивными приспособлениями голосеменных. в борьбе за существование, по сравнению с предыдущими группами, являются: развитие полового поколения (гамет офита) на материнском растении. под его защитой и за счет его питательных вощоств; распространение при помощи мелких одноклеточных спор, содержащих ничтожные запасы питательных веществ, а посредством семян, лучше защищенных и содержащих узко более или монее сформированный на материнском растении зародыш и запасы питательных веществ для его дальнейшего развития; независимость оплодотворения от воды и, следовательно, гораздо более широкая возможность расселения.
Вероятно, и вегетативные органы их (особенно у хвойных) являлись лучше приспособленными к более сухим местообитаниям. Следует отметить, впрочем, что развитие гамет офита на спорофите и образование семян происходило в эволюции растительного мира не раз. Из нижнего мола известны первые покрытосеменные. в довольно большом разнообразии, так что, можно думать, развитие их началось значительно раньше. Вопрос о ближайших предках их, несмотря на большое количество гипотез, остается и до сих пор неразрешенным.
Ухе в верхний мел они оттесняют на задний план господствовавшие до этого голосеменные и папоротники и быстро получают то первенствующее положение в растительном мире и по разнообразию видов, и по числу индивидуумов, которое имеют и в настоящее, время.
Наличие у них, по сравнению с голосеменными, типичного цветка, околоцветннк которого защищает тычинки и пестик и содействует опылению, наличие пестика, завязь которого защищает семяпочки и в плодах (покрытосеменность) от всяких внешних воздействий и, главное, от сухости воздуха, вряд ли могут целиком объяснить резкий перевес покрытосеменных в борьбе за существование над прочими группами высших растений. М. И. Головкин объясняет их победу приспособленностью их вегетативных органов к яркому солнцу и сухости воздуха, предполагая, что в средине мелового периода на земле произошло изменение климата в сторону увеличения яркости солнечного освещения и большой сухости.
Число видов ныне живущих растений, вероятно, свыше 300 тыс. Несколько более половины из них приходится на покрытосеменные; голосеменных—около 500 видов, папоротников—около 6.000, хвощей —около 30 видов, селагинелл —около 700, плаунов—около 200, мхов—около 23.000, лишайников—около 16.000, грибов—70.000—80.000, водорослей —около 20.000. Цифры эти весьма приблизительные, что зависит от различного понимания вида разными систематиками и от отсутствия точных подсчетов. Уступая животным в числе видов, растения несравненно богаче их числом индивидов. Высшие растения определяют собой ландшафт, покрывая сплошным покровом почву в лесах, на лугах, степях, болотах и часто располагаясь в несколько ярусов.
Еще более распространены низшие растения: в 1 г бедных песчаных почв встречаются сотни тысяч бактерий, а в более богатых почвах—десятки миллионов бактерий, тысячи водорослей, десятки тысяч грибных спор. Общепринятой системы растений нет. Все растения можно разделить на следующие основные типы, более или менее независимые друг от друга по происхождению и ходу эволюции:
A. бактерии;
B. сине- зеленые водоросли;
C. зеленые водоросли;
D. разножгутиковые водоросли;
E. диатомовые водоросли;
F. бурые водоросли;
G. красные водоросли;
H. миксомнцеты, или слизевики;
I. грибы и лишайники;
J. архегониальные Р.—мхи, псилофиты, плауиовидные, хвощевидные, или членистые, папоротники в широком смысле, голосеменные;
K. пестичные, или покрытосеменные. Имеются и иные трактовки распределения растений на типы, не говоря уже о разнообразии взглядов на группировку более мелких таксономических единиц.
Роль растения в жизни природы огромна. Они являются единственными создателями органических веществ, которыми питаются все животные и человек и без которых жизнь человека и животного мира была бы невозможна. Растения, содержащие хлорофилл , поддерживают постоянный состав атмосферы : они питаются углекислым газом, выделяемым при дыхании всеми организмами и при всех процессах горения, и выделяют обратно в атмосферу в равном объеме кислород, необходимый для дыхания, горения и т. п. Растения являются необходимым звоном в круговороте веществ в природе и в почвообразовательных процессах: бактерии и грибы разлагают трупы животных (гл. обр., бактерии) и отмершие растения (гл. обр., грибы ) до неорганических составных частей почвы и воздуха, которые затем идут на питание растений , а через них—снова на питание животных и т. д. В жизни и хозяйственной деятельности человека роль растений общеизвестна.
Пища, одежда, жилище, топливо, фураж для скота, строительные и поделочные материалы, вкусовые вещества, наркотики и различные напитки, ароматичные и лекарственные вещества, некоторые дубители и красители, смолы и некоторые виды воска, бумага, каучук и гуттаперча, пробка, упаковочные материалы —все это целиком или в значительной степени получается из растений. Помимо использования дикорастущих небольшое количество их взято в культуру—приблизительно ок. 1.300—1.500 видов в широкой культуре, не считая лесоразводимых видов, а также травянистых и древесных декоративных разводимых в тысячах видов. У многих культивируемых видов выведены тысячи сортов. Почти все культурные относятся к покрытосемонным. Из низших растений к культивируемым принадлежат лишь немногие: одна морская водоросль, некоторые бактерии, применяемые в технологических процессах, немногие грибы —шампиньоны, трюфели, дрожжи, кое-где спорынья.
Теория Чарльза Дарвина о происхождении видов путем естественного отбора
У многих культивируемых растений отдельные части их в том виде, как они используются человеком, являются резкими отклонениями от нормы для природных условий. Огромные плоды некоторых плодовых, овощных и технических, требующие нередко подпорок, неосыпающиеся зерновки хлебных злаков, крупные мясистые части корне- и клубнеплодов, ненормально разросшиеся почки—кочаны кочанной, савойской и брюссельской капуст, уродливые соцветия цветной капусты, махровые цветы, бессеменные плоды —всё это также отклонения от нормы, уродства, которые были бы вредны. В борьбе за существование в природных условиях. Они отбирались из случайных отклонений в дикой природе или выводились человеком, а затем поддерживаются, сохраняются и усиливаются в желательном направлении в культуре. —Часть культурных растений является взятыми в культуру дикорастущими видами; в культуре у них благодаря лучшим условиям произрастания уходу и отбору изменились еще более в желательном для нас направлении те или иные органы или свойства.
Другая часть культурных растений никогда в дикой природе не существовала и представляет результат случайной гибридизации в природе нескольких близких видов и рас; из разнородного состава гибридов человек брал в культуру и таким образом сохранял наиболее подходящие формы. Наконец, уже давно началась и сознательно производимая гибридизация, и выведение новых форм, причем вначале шли ощупью, а затем стали все сознательное подбирать родительские формы с целью получить в потомстве определенные признаки. На этих путях работает многочисленная армия специалистов в разных странах с разнообразнейшими культурными растениями.
Новых методов селекции
В СССР широко известны в этом направлении работы И. В. Мичурина, который разработал ряд новых методов селекции и вывел много ценных сортов, главным образом, плодовых деревьев и ягодников. Ученые развивают далее методику селекционных работ с зерновыми и другими сельскохозяйственными растениями, стремясь освободить их от случайностей и ускорить сроки выведения новых сортов. На основе предложенной ими теории стадийного развития растений они разработали ряд новых приемов повышения урожайности различных культур и управления развитием растений. Рациональное использование растений поднялось на значительную высоту. Многочисленные экспедиции выявляют и районируют новые площади под культуру. Изыскиваются новые виды полезных—каучуконосов, прядильных, дубителей, эфирномасличных, кормовых, декоративных и т. п. Многие культурные растения интродуцируютя в опытном порядке или уже разводятся в производственном масштабе (герань, тунговое дерево, кенаф, рами и т. д.).
Значительно расширяются площади под растения, ранее мало разводимыми (чай, цитрусовые и др.). Южные культуры продвигаются на север (хлопчатник и д р.), северные—на юг (картофель). Многие культурные растения продвигаются на крайний Север, где они до последнего времени никогда не разводились. Выводятся быстрыми темпами новые, более ценные сорта растений. Социалистическое землепользование, усиленное внедрение химических удобрений, новые приемы агротехники (яровизация, подкормка и т. п.). механизация с.- х. работ и стахановские приемы работы дают возможность значительно повысить урожайность. В заключение нельзя не отмотать и вред, приносимы й некоторыми растениями человеку.
Растения- животные- человек. Влияние организмов
Многочисленные сорняки засоряют культурные земли. Ядовитые растения нередко вызывают отравления человека и домашних животных. Многие бактерии и грибки являются возбудителями разнообразных болезней человека, домашних животных и культурных растений Многие грибки и бактерии вызывают порчу пищевых продуктов и фуража, гниение живой древесины (грибы) в лесных насаждениях и мертвой —в постройках, шпалах и т. п. Но вред от растения неизмеримо меньше их пользы и по море дальнейших успехов в борьбе с паразитными, сорными и другими вредными растениями все уменьшается.
Взаимоотношения между растениями леса.
Как лес в определенном взаимодействии влияет на фаутность древесины
ЛЕС, один из основных типов растительности, который может быть охарактеризован как часть земной поверхности, занятая б. или м. сомкнуто растущими деревьями. Этим лес отличается, от парка или паркового ландшафта, где деревья растут изолированно, на некотором расстоянии друг от друга. Как всякий фитоценоз лес характеризуется тем, что растения, его образующие, находятся в определенном взаимодействии как друг с другом, так и с занятой ими территорией, т. е. с ее атмосферой, почвой и животным населением. Взаимоотношения между растениями в лесу носят двоякий характер:
- с одной стороны, растения захватывают друг у друга пространство, свет, в л а г у и необходимые минеральные вещества в почве;
- с другой— одни растения в той или иной мере создают условия, благоприятные для существования других. «Борьба за существование» наиболее интенсивно протекает меледу деревьями, но она имеет место и меледу ними и кустарниками, травами и другой растительностью в JI.
Если в лесу в возрасте 1—5 лет размещается па 1 га несколько десятков тысяч деревьев, то в возрасте 120—150 лет их остается на этой ж е площади лишь несколько сот. Остальные в разное время жизни отмирают. В любом JI. молено хорошо видеть этот процесс отмирания побежденных деревьев. Даже деревья, наиболее мощно развитые, все же оказываются стесненными в пространстве и несколько угнетены соседями, в т. ч. и ослабленными уже деревьями. Это хорошо видно при сравнении вида дерева, растущего в лесу, с деревом, выросшим вполне на свободе. Если в последнем случае дерево имеет широкую, низко насаженную крону, то в первом случае крона значительно уменьшена и приподнята над землей, сосредоточена лишь в верхней части ствола (разный размер сучков по высоте ствола).
Наряду с этим отрицательным влиянием тесного стояния деревьев в лесу имеется положительное их взаимодействие, при котором они совместно лучше противостоят действию ветра (нет искривлений ствола). В лесу в зависимости от высоты растений, характера их роста и других биологических особенностей обычно можно установить несколько ярусов растений. В наших лесах в более сложных случаях можно различить следующие ярусы:
- первый ярус — из деревьев т. н. первой величины (сосна, ель, ясень и др.),
- второй ярус — из деревьев второй величины (рябина, черемуха, дикая груша , дикая яблоня , полевой клен и др.),
- подлесок-—из кустарников (лещи-на, бересклет, крушина , калина и др.),
- травяной покров и напочвенный покров—из мхов или лишайников.
Каждый верхний ярус затеняет нижние ярусы . Этим он во многих случаях влияет неблагоприятно на нижние ярусы и значительно уменьшает фаутность в первой категории.
Но, с другой стороны, некоторые растения нижних ярусов настолько приспособились к затенению, что оно оказывается для них необходимым,-—Обычно в лесу мы находим молодые растения как в виде всходов, так и уже более развитые. Они образуют т. н. подрост. Подрост может относиться к растениям любого яруса; когда же говорят о подросте в лесу, то обычно имеют в виду молодые растения деревьев первого или второго яруса. Условия развития подроста в лесу сильно отличаются от условий на открытых местах. На открытом месте нет затенения материнским пологом деревьев, которые отнимают от подроста значительную часть нужного ему света и этим действуют на него в той или иной степени угнетающе. Но, с другой стороны, прикрытие подроста верхним пологом бывает полезно как защита от заморозков (мозобой) и вообще резких воздействий климатических факторов.
Приведенные факты и ряд других говорят, что в лесу мы имеем и неблагоприятные и благоприятные условия для развития растений, создаваемые их тесной совместной жизнью. Если первые есть непосредственное следствие борьбы за существование между растениями, то вторые косвенно вызваны также ею; приспособленность растений к условиям, созданным их совместной жизнью, явилась результатом естественного отбора в процессе борьбы за существование между растениями. Состав растений в лесу, особенно в верхних ярусах его, и характер их развития зависят в очень сильной степени от климатических и почвенных условий, от форм воздействия человека на лес и в меньшей степени от влияния животных (грызуны и короеды).
Зональное распределение леса по поверхности земли, состав их из вечнозеленых деревьев в тропическом и субтропическом климате, из деревьев с опадающей в зимнее время листвой в умеренном климате и из хвойных пород в более холодном сев. климате, наконец резкая разница влажных и сухих мест ярко свидетельствуют о большой зависимости лесной растительности от климата. Обычная у нас приуроченность сосновых к песчаным почвам, а еловых к более глинистым, сильная зависимость характера лес. от влажности почвы и ряд других факторов наглядно говорят о влиянии почвенных факторов на футность древесины леса.
Обычная замена соснового или елового леса березовым или осиновым после рубки или пожара, изменение под влиянием осушки или орошения его, пастьбы скота и т. п. показывают, как велико может быть воздействие человека на лес. Вместе с тем сам он в сильной степени влияет не только на занятую им непосредственно территорию, но на некотором расстоянии и па окружающее пространство. Им. создается свой особый клинат. Летом. прохладнее и влажнее, чем на открытом месте, а зимой, напротив, несколько теплее. Лес умеряет резкость колебаний температуры и влажности. В лес всегда в той или другой мере ослаблено освещение. Он сильно меняет силу и направление ветра. Ветрозащитная роль имеет большое значение при обсадке дорог и при создании полос, закладываемых в степях для ослабления т. н . юго-вост. суховеев.
Не менее значительно влияние леса на почву (микроорганизмы и плодородный слой). Накопление органических веществ (гумуса) в лесу идет в других условиях, чем при травянистой растительности. Уже в силу этого получаются особые лесные почвы, отличающиеся по своим свойствам от почв, образованных под травяной растительностью. Лесные почвы, как общее правило, более выщелочены, характеризуются большей или меньшей подзолистостью, имеют более кислую реакцию и пр. Древесная расти-тельность, которая имеет в целом более глубокую корневую систему, чем травяная, захватывает своим влиянием более глубокие слои почвы и грунта. Всякая растительность поглощает корнями минеральные вещества из более глубоких слоев почвы, откладывает их потом при отмирании надземных частей в верхних слоях почвы и содействует, т. о., перенесению минеральных веществ снизу вверх.
В лесу этот процесс захватывает значительно более глубокие слои. При этом разные породы по-разному влияют на такое перераспределение веществ. Породы, более потребляющие минеральные вещества, в большей степени содействуют такому переносу веществ, чем породы с меньшей потребностью в них; к тому же разные породы потребляют не в одинаковой море разные минеральные вещества. Особенно значительно и важно для практики влияние леса на водный рeжим почвы. Прежде всего он сильно влияет на количество осадков, достигающих почвы. Часть осадков как летних, так и зимних не проникает под полог леса совершенно, а задерживается на кронах и испаряется обратно в атмосферу (под весом ломаются стволы и сучья).
ВАЛКА ЛЕСА
ВАЛКА ЛЕСА, процесс отделения дерева от почвы, производимый или ручным способом, при помощи топора или пилы, или же машинным способом. По характеру отделения дерева от почвы можно установить два типа В. л.: 1) В. л. с корнями, и 2) отделение только ствола. В. л. С к о р н я м и производится в тех случаях, когда желательна возможно меньшая потеря древесины или же место вырубки должно быть освобождено от пней. Процесс В. л. с корнями (рис. 1 и 2) заключается в том, что первоначально обнажают корни вокруг ствола, а затем их подрубают или кругом ствола, или только со стороны, противоположной той, куда будет свалено дерево.
После подрубки корней, особыми крючьями зацепляют за ствол дерева троссы, натяжением к-рых вручную или кабестаном (см.) валят дерево ç направлении желаемого падения его, помогая вагами или рычагами. В этом случае падающее дерево своею тяжестью вытягивает из почвы и остальные корни. Валку с корнями производят также, после подрубки корней, помощью лесной лебедки, троссов и трактора вручную топорами, пилою или топором и пилою, а также помощью различных механических пил.
При валке топором дерево надрубают с той стороны, куда хотят валить; этот подруб делают воз-можно ниже к земле и, по возможности, глубже за сердцевину, а затем подрубают дерево с другой стороны, несколько в ы ш е первого подруба. Как только плоскости , проходящие через оба подруба, совместятся, дерево начнет падать в сторону первого подруба. Этот способ не экономичен, т.к. при нем потеря цен-ной древесины может доходить до 4—-7%. При валке дерева одной пилой процесс протекает в том же порядке, что и при валке топором: сначала делают глубокий пропил за
Рис. 1. Швейцарский древовал: а—дерево, назначенное для валки с корнями, Ь—дерево, при помощи которого производится валка, с—древо вал: жердь, прикреплен-ная троссом к сваливаемому дереву на высоте 1 Va—2 м от земли и снабженная двумя крюками на троссах. Раскачивая жердь, крюки захватывают за кольца цепи, прикрепленной к дерру Ь, и, укорачивая расстояние между точками d u e , сваливают дерево а.
Рис. 2. Валка дерева с корнями при помощи лебедки, укрепленной на тракторе: а—сваливаемое дерево, Ь-^грактор с лебедкой с, на которую наматывается тросс. сердцевину дерева, со стороны предполагаемого его падения, а затем ведут подрез с небольшим уклоном с противоположной стороны несколько выше и, во избежание зажимания пилы, заклинивают дерево, вгоняя в пропил железные клинья. Этот способ наиболее экономный; при нем потеря в древесине— 1 / г %. Зажимание и заклинивание—весьма трудные операции, а потому валка пилой применяется только к деревьям небольшого диаметра, и ей предпочитается валка пилой и топором. При последнем способе валки сначала делают подруб не глубже как на V 4 тол-
Рис. 3. Валка леса топором: а—более низкий надруб, который щины дерева, возможно влечет падение дерева ниже, СО стороны, куда в СТОР с?рёлко1 ЭаННуЮ дерево должно упасть, а затем, с противоположной стороны, дерево пропиливается как раз против подруба, при чем в разрез вгоняются клинья. Как только надруб и разрез сойдутся, дерево падает в сторону подруба. Потеря древесины, при этом наи-более распространенном способе, не превышает 1—172%.
При валке деревьев надо придерживаться нек-рых основных правил:
1) сначала валить мелкие деревья;
2) направлять падение дерева в сторону, обеспечивающую свободное его падение и возможность дальнейшей разработки и вывозки;
3) подрубать возможно ниже к поверхности почвы;
4) избегать В. л. во время сильных морозов и ветров;
5) в горных лесах валить дерево по направлению к вершине горы;
6) при валке ценных деревьев, толстых и с сильной кроной,—расчищать на пути падения место, вырубая мешающие деревья, сделать из хво-роста постель, чтобы дерево при падении не растреснулось, и обрубить предварительно некоторую часть его сучьев. Кроме топора и двуручной пилы, для В. л. употребляют особые складные американские станки, механические пиль- пилой: а—надруб’ то-нне станки и др. приспо- пором, ь, ь 1 — про- соблешш.
При массовой валке деревьев в Амери- дения дерева, ке широко применяется в наст, время (1927) электрический способ, при котором движением проволойи, раскаленной электрическим током, достигается отчленение ствола от пня. В. П., Техника лесных расчисток, П., 1918. Н. Кобранов. Валке леса сопутствует также первичная разделка дерева, т. е. обрубка сучьев и поперечная разрезка стволовой части дерева на бревна. Обрубка сучьев производится топором, а разрезка ствола на части—пилой. При разработке дерева в дрова, длину отдельных частей ствола делают либо равной длине поленьев заготовляемых дров
При разделке же ствола дерева для получения лесных материалов, длину от-дельных бревен устанавливают в зависимости от качества ствола и заготовляемых сортиментов (см. Браковка леса, Бревно). Валка дерева нормально производится двумя рабочими. Два опытных лесных рабочих в течение рабочего дня успевают заготовить около 10 складочных м 3 дров, для Рис. 5. Правильное положение дерева, срубленного на склоне горы; а—пень срублен-ного дерева. чего им приходится свалить 15 — 1 6 деревьев, толщиной, в среднем, около 18—20 см на высоте груди. Если лес мелкий, то производительность труда снижается, при крупном же лесе—повышается.
При заготовке бревен (пиловочных или строительных), благодаря меньшему, чем при заготовке дров, количеству поперечных резов на каждом дереве, двое рабочих успевают свалить около 30—35 дерев в течение рабочего дня. Валка весьма толстых дерев (свыше 1 м толщиной) требует значительного времени, и число дерев, вырубаемых двумя рабочими в день, снижается в 2 раза и более. В. л. с корнями требует бблынего времени, чем без корней, при чем нормальная производительность труда, выраженная числом сваленных дерев, примерно, на 40—50% ниже вышеуказанной для валки леса с пня.
О мерах борьбы с несчастными случаями при В. л. см. «Обязательные постановления НКТ РСФСР о мерах предосторожности при валке деревьев», изложенные в циркуляре от 31/1 1920. Б. Майер. ВАЛКИ, районный центр Харьковского округа УССР на р. Мясе (приток Сев. Донца), в 13 км от ст. Ковяги Южных ж. д.; 8.468 ж. (1926). До районирования был центром одноименного уезда. Промышленность и торговля незначительны; свыше 42% самодеятельного населения занято в сел. х-ве. Много фруктовых садов. Кирпичный завод с годовой продукцией до 4,2 милл. кирпичей. В окрестностях В. богатые залежи глины.