Почему у одних деревьев листья, а у других иголки?
Разница между хвойными и лиственными растениями настолько бросается в глаза, что представляется нам главным различием. Между тем главное различие — в способе размножения.
По научной классификации хвойные относят к голосеменным растениям. Иногда их определяют как шишконосные, поскольку их семена часто хранятся в шишках. Перед тем как упасть на землю, зрелые шишки могут довольно долго оставаться на растении. Некоторые огнестойкие сосны хранят семена в закрытых шишках 60–80 лет. В случае если огонь уничтожает родительское дерево, шишки раскрываются. В преобладающем большинстве родов хвойные — вечнозеленые. Листья обычно остаются на растении от 2 до 40 лет, однако существует пять родов, сбрасывающих листья осенью и зимующих голыми. К ним относятся, в частности, лиственница и тис.
В нашей зоне с умеренным климатом иных голосеменных, кроме как с иголками и шишками, не встречается. Поэтому мы смело можем считать, что это одно и то же.
Ископаемые останки древних хвойных находят в отложениях позднего каменноугольного периода. Их возраст около 300 млн лет. Более современные роды, в том числе и уже вымершие, появляются в ископаемых отложениях возрастом 60–120 млн лет и даже более поздних. В древние времена среди хвойных встречались травянистые виды, не имевшие древесных волокон. Сейчас — только кустарники и деревья. Таким образом, хвойные продолжают свое эволюционное развитие.
Деревья, на которых мы обычно видим листья, относятся к цветковым, или покрытосеменным. Предполагается, что самым древним из них около 100 млн лет. Первыми, скорее всего, появились сережчатые — береза, ива, тополь, орех.
Параллельно развитию способов размножения шло и развитие листьев. Впервые они появляются у мелколиственных папоротников. Однако они еще не выполняют в достаточном объеме главную функцию листьев — фотосинтез и транспирацию, то есть испарение воды в атмосферу. Первые настоящие листья — это листья некоторых псилофитов, предшественников ископаемых и современных плаунов. Они также еще не совершенны.
Иголки хвойных — это тоже листья. Заложенные в них зерна хлорофилла обеспечивают фотосинтез, имеющиеся устьица обеспечивают испарение воды, необходимое для обмена веществ, а восковое покрытие — защиту от ультрафиолетового излучения. Листья цветковых более сложны. На них четко выражена сеть прожилок. Благодаря этому, даже если прожилки повреждаются, питательные вещества и вода всегда находят обходной путь до любой точки листа. Самые совершенные — листья бобовых, так как в них есть механизм ориентирования на солнце, обеспечивающий оптимальный угол наклона, поэтому и энергии поступает достаточно, и нет повреждений от ультрафиолетового излучения.
Изучать историю эволюционного соревнования очень интересно. Однако стоит помнить, что оно не имеет цели, поэтому мы и не можем ответить, почему на елках иголки, а на березах листья. Так получилось. Мы можем лишь разобраться, как именно это произошло.