Северная и южная границы жизни

Границы жизни растений на планете имеют свои градации. Это и крайние - северная и южная, связанные прежде всего с низкими температурами и коротким летним периодом. Это и аналогичные им границы в горах. Это пределы жизни в самых засушливых и жарких районах, в глубинах океанов, в других необычных условиях - при повышенном засолении почвы, недостатке света, высоких концентрациях ядовитых газов в воздухе (например, вблизи вулканических газовых выбросов - фумарол) и так далее. И у каждой такой границы, охватившей своеобразную экологическую нишу, есть свои обитатели, свои рекордсмены.

Начнем с растений-полярников. Здесь читатель, вероятно, хотел бы поставить знак равенства между видами, выходящими дальше других на север (в северном полушарии) или на юг (в южном), и видами-рекордсменами по морозостойкости. На самом же деле отождествлять их нельзя.

Попробуем показать это на примере. Многие знают пихту сибирскую - величественное хвойное дерево, растущее в нашей стране в лесах северо-востока европейской части СССР, Сибири, Казахстана, Тувинской АССР и образующее глухую черневую тайгу. Оно знакомо нам также по городским декоративно - озеленительным посадкам. Кстати, далеко не все они оказались удачными - и не только потому, что пихта плохо переносит загрязненную воздушную среду.

Еще во второй половине XIX века было замечено, что посадки этого на редкость морозостойкого дерева вымерзают в городах на Рейне. Парадоксальная на первый взгляд ситуация объяснялась довольно просто. В условиях мягкого морского климата западной Европы почки деревьев просыпаются довольно рано: городские улицы зеленеют уже в марте. Начинает отрастать и молодая хвоя пихты. Однако первое тепло преходящее - здесь довольно обычны утренники, которые, почти не влияя на приспособившиеся к ним местные виды, полностью уничтожают весенний прирост растений-чужестранцев, в том числе и пихты сибирской. Лишившись живых почек, деревья постепенно погибают.

Никакой вид не может в разные периоды года быть одинаково морозостойким. Зимой, когда растения находятся в состоянии покоя и все жизненные процессы в клетках и тканях замедлены, морозостойкость повышается. С возобновлением роста весной она резко падает. Поэтому, чем лучше ритм развития растений увязывается, совмещается с ритмом климатическим, тем устойчивее они в крайних для жизни условиях. Это относится не только к растениям-полярникам, но и к обитателям других "форпостов жизни".

Вспомним, например, субантарктические острова - Южные Оркнейские, Южные Шетландские, Южную Георгию. Их скалистое негостеприимное побережье лишь кое-где покрыто кочкарной болотистой растительностью, похожей на северную тундру. Угрюмый, суровый пейзаж. Казалось бы, здесь, на ближайшей к Южному полюсу островной земле, и должны обитать самые морозостойкие растения. Но возьмем в руки климатический справочник. Оказывается, что в самые холодные месяцы ртутный столбик на острове Южная Георгия не опускался ниже минус 12,3°С, а на острове Кергелен - за минус 2,5°С. Далеко не температура полюса холода! Зато летние месяцы не балуют антарктические растения. Средняя температура самого теплого из них не поднимается выше плюс 3,3°С (на острове Херд). Безморозный период очень продолжительный, но, как видите, весьма прохладный. Потому-то растениям, приспособленным к такому типу климата (зимы, считай, нет, но и лета тоже), не по себе почти во всех других районах. Редкие ботанические сады могут похвастаться субантарктическими "растениями в своих коллекциях. Эти виды, как правило, растут медленно, но непрерывно при сравнительно низких положительных температурах и не выносят продолжительного вынужденного покоя зимой.

Приведенный пример, как нам кажется, наглядно показывает, почему нельзя ставить знак равенства между понятиями "зимостойкий" и "морозостойкий".

И все-таки, как же с обещанными рекордсменами и где границы растительной жизни на планете, о которых упоминалось в начале этой главы?

Рис. 9. Самый северный обитатель суши - ясколка альпийская

Если говорить о географических границах, то северная пролегла в районе острова Элсмир (Канадский Арктический архипелаг), северо-восточной Гренландии, Земли Франца-Иосифа и высокоширотной части Северной Земли. На этот предел выходят только в советской Арктике около 50 видов цветковых растений и среди них 9 видов злаков, два вида звездчаток (Stellaria), два вида ясколок (Gerastium), три вида ожик (Luzulа) и т. д. В окрестностях самой северной нашей геофизической обсерватории на острове Рудольфа можно встретить, например, полярный мак (Papaver polare Perf.),, звездчатку толстоватую (Stellaria crassipes Hult.) и лютик серно-желтый (Ranunculus sulphureus Soland).

Всего же на 80-й параллели отмечено не менее 110 видов цветковых растений. Самая северная точка, где встречено семенное растение (рис. 9) - ясколка альпийская (Cerastium alpinum L.), - остров Локвуд в Канадском Арктическом архипелаге - 83°24' северной широты. Еще дальше встречаются лишь некоторые мхи, лишайники и водоросли.

Цветковые растения на своем северном пределе - это в основном растения травянистые, за исключением, может быть, ивы полярной (Salix polaris WahL), тонкий одревесневающий ползучий стволик которой (рис. 10) прячется в дернине мха, выставляя наружу лишь мелкие листья.

Рис. 10. Самый северный кустарничек - ива полярная

Граница деревьев и кустарников проходит значительно южнее. Они чувствительнее травянистых растений к неглубокому залеганию вечной мерзлоты, тонкому снежному покрову, сильным ветрам, ледяной поземке, шлифующей выступающие над снегом стволы. Препятствует развитию деревьев и короткий прохладный летний период с непрерывным летним днем, за время которого прирост не успевает одревеснеть, а зимующие почки будущего года - полностью сформироваться.

Пограничные редколесья в северном полушарии состоят из сравнительно небольшого числа видов деревьев. В Скандинавии и на Кольском полуострове это сосна Фриза (Pinus friesiana Wich.) и береза извилистая (Betula tortuosa Ledeb.). На границе леса низкорослые сосны приобретают характерную "паукообразную" крону, а березы теряют облик дерева; их прихотливо изогнутые многочисленные стволики образуют кустарник.

На северо-востоке европейской части СССР на границу леса выходит ель восточная (Picea obovata Ledeb.), в западной Сибири - лиственницы сибирская (Larix sibirica Ledeb.) и Сукачева (L. sukaczewii Djil.), в восточной Сибири и на Чукотке - лиственница даурская (L. dahurica Turcz.), березы каменная (Betula ermani Cham.) и Каяндера (В. cajanderi Sukacz.), чозения (Chosenia arbutifolia A. Skv.) и тополь душистый (Populus suaveolens Fisch.).

В зарубежной Арктике самыми северными древесными породами являются: в Канаде ели сизая (Picea glauca Voss.) и черная (P. mariana B. S. Р.), береза бумажная (В. papyrifera Marsh.), американская осина (Populus tremuloides Michx.), пихта бальзамическая (Abies balsamea Mill.) и лиственница американская (Larix americana Michx.), на Аляске пограничные леса состоят из ели ситкинской (Picea sitchensis Car.).

Северная граница лесов тянется по карте извилистой линией, во многих местах совпадая с июльской изотермой 10°С. Однако отдельные их островки встречаются значительно севернее, в нескольких десятках и даже сотнях километров от основных массивов. Наиболее известны среди них лиственничные форпосты леса Ары-Mac (рис. 11) и Тит-Ары. Первый советские ботаники открыли в тридцатых годах нашего века на реке Новой, притоке реки Хатанги на 72°33' северной широты. Небольшой поселок Тит-Ары встречаешь на карте Якутии, в дельте Лены. Здесь, на острове, носящем то же имя, и на противоположных берегах (72° северной широты) в послевоенные годы и был открыт еще один обособленный лесной массив. Одиночные деревья обнаруживаются еще севернее. Лиственница даурская найдена известным ботаником А. И. Толмачевым также в долине реки Хатанги на 72°40' северной широты.

Рис. 11. Самый северный лесной массив - Ары-Мас

Кустарники, продвигаясь на север дальше деревьев, стремятся использовать для укрытия естественные понижения, котловины, в которых скапливается снег и защищает растения от зимних ветров и морозов. По-видимому, самые крайние точки распространения кустарников в Арктике - это остров Большевик в группе островов Северной Земли (ива арктическая - Salix arctica Pall.), остров Врангеля (ива сизая - S. glauca L., ива красивая - S. pulchra Cham.), острова Канадского Арктического архипелага (ива шерстистая - S. lanata L.).

Теперь о южных границах. Самые близкие к ним цветковые растения немногочисленны. Это два местных вида: маленький подушковидный колобантус толстолистный (Colobanthus crassifolius Hook. f.) из семейства гвоздичных и кочкарный злак щучка антарктическая (Deschampsia antarctica Hook.). Они встречаются на многих субантарктических и антарктических островах, в том числе на архипелаге Палмер и на самом Антарктическом материке примерно между 64° и 66° южной широты. Эти два вида составляют всю местную флору цветковых растений моховолишайниковых пустынь Антарктиды.

Примерно в том же районе обнаружены самые южные в мире заносные растения. В 1961 году на Берег Данко (часть выдающегося к северу крупнейшего полуострова Антарктиды - Земли Грейама) были привезены с землей семена мятлика лугового (Poa pratensis L.). Они проросли, и растения этого злака просуществовали здесь, на широте 64°42', по меньшей мере 7 лет, не давая, однако, зрелых семян.

Как и на севере, на крайнюю границу в южном полушарии из цветковых выходят травянистые растения. Наиболее продвинувшиеся к югу кустарники встречаются, по-видимому, лишь в Субантарктике, на Фолклендских островах и в южной части Огненной Земли. На этих островах произрастают вероника (гебе) эллиптическая (Hebe elliptica Forst. f.) - кустарник высотой до 2 метров с мелкими вечнозелеными листьями, вороника красная - стелющийся кустарничек с водянистыми красными ягодами (Empetrum rubrum Vahl.) и сходная с ней по характеру роста миртеола нуммулярия (Myrteola nurnmularia Berg.) из семейства миртовых. Более теплый и влажный климат Огненной Земли позволяет существовать на юго-восточном побережье листопадным лесам из так называемого антарктического бука - нотофагуса. Два его вида - нотофагус низкий (Nothofagus pumilio Krass) и нотофагус антарктический (N. antarctica Oerst.), - вероятно, и являются самыми южными видами деревьев на нашей планете.

Читатель, наверное, обратил внимание, что, пытаясь определить северные и южные пределы, мы вели речь прежде всего о высших цветковых растениях, растения же споровые, в частности мхи, лишайники и водоросли, значительно опережают их в этом отношении. Если на севере граница распространения высших растений связана с сушей, то арктическая водоросль сферелла снежная (Sphaerella nivalis) может развиваться в Северном Ледовитом океане даже на плавучих льдинах. В Антарктике на сравнительно небольших по площади обнажениях, освобождающихся летом от снега, обитает около 300 видов лишайников, более 70 - мхов и до 10 видов водорослей. Одними из самых обычных здесь являются сине-зеленая водоросль носток обыкновенный (Nostoc commune), зеленая водоросль празиола курчавая (Prasiola crispa), лишайник невропогон антарктический (Neuropogon antarcticum) и другие споровые. Самая южная в мире растительность была найдена на горе Нансена в 500 километрах от Южного полюса.