Здесь бросаются в глаза также своеобразные растения — подушки камнеломок и смолевок и ряд травянистых растений, среди которых выделяется своими яркими цветами арктический многолетний мак.
Унылые пространства пятнистых тундр, где большие пятна совершенно голой почвы чередуются с участками, заселенными растениями, до недавнего времени казались загадочными. Исследователи тундры не знали, каким образом получаются эти голые пятна, и высказывали ряд разноречивых мнений. В настоящее время принято считать наиболее вероятным, что отсутствие растительности в пятнистой тундре обусловлено вымерзанием ее вследствие сдувания и без того тонкого снежного покрова. Обнажившаяся или едва прикрытая слоем снега почва сильно промерзает и трескается. В трещины затем проникает вода, вследствие чего при вторичном замерзании отдельные участки тундры вспучиваются, а затем в дальнейшем сглаживаются в результате деятельности ветра, снежных буранов и низких температур.
В пятнистой тундре можно наблюдать, как убогая растительность использует каждый камень для защиты, каждую неровность рельефа для своего поселения. Здесь в наиболее суровых условиях существования обитают лить сравнительно немногие виды, наиболее приспособленные к жестокой зиме и холодному короткому лету с резкими колебаниями температуры и сильными иссушающими ветрами.
НЕКОТОРЫЕ ОСОБЕННОСТИ ОБИТАТЕЛЕЙ ТУНДРЫ
Какие же приспособления находим мы у арктических растений? Что позволяет им переносить суровые условия Арктики и какие признаки отличают их от растений наших умеренных широт?
Прежде всего они являются многолетниками, мелкими кустарниками и травянистыми растениями с многолетним зимующим корнем. Однолетние растения в тундре почти совершенно отсутствуют, и количество их закономерно убывает по направлению с юга на север. Если между 60 и 62° северной широты однолетних растений насчитывается 5% от общего числа обитающих здесь видов, то на самом крайнем севере между 71 и 74° их остается всего лишь 1%. Переход к многолетнему образу жизни является вполне понятным, так как однолетние растения, прорастающие ежегодно из семян, естественно, нуждаются в более длительном времени для своего развития, чем многолетники, развивающиеся за счет отложенных запасов и частично зимующие в зеленом виде. К этому следует добавить, что далеко не каждый год в условиях обманчивого арктического лета растения успевают принести зрелые семена.
В некоторых районах, например на Шпицбергене, такие виды, как водяника и овсяница овечья, в настоящее время не дают зрелых семян, а размножаются исключительно лишь вегетативно, то есть бесполым путем.
Интересно отметить, что те роды растений, которые в умеренных широтах обычно представлены однолетними видами, в Арктике представлены многолетними (например, мак).
Вторая характерная особенность обитателей суровой Арктики — это подготовка с осени зимующих почек. В это время года удается внутри почек без труда обнаружить не только зачатки будущих листьев, но и бутоны (рис. 5). Понятно поэтому, что весной, как только сойдет снег, эти растения развиваются с поразительной быстротой, покрываясь, как по мановению волшебного жезла, новыми листьями и цветами. «В восемь дней все преобразилось, — описывает арктическую весну в тундре Андерсон, — снег растаял, там, где неделю назад царствовали тона зимы, теперь повсюду зеленеют листья и пестреют цветы. Чем дальше мы будем двигаться на север, тем внезапнее будет этот переход зимы в лето».
К этому следует добавить, что среди арктических растений имеется большое количество вечнозеленых, то есть таких, листья которых осенью не отмирают, а зимуют в зеленом виде и весной с первыми лучами солнца начинают ассимилировать, то есть усваивать углекислоту.
Плодоношение у растений-полярников идет тоже чрезвычайно быстрым темпом. Так, например, на Таймыре находили снежный лютик и северный проломник в стадии зрелых плодов уже 27 июля, то есть еще в самом начале арктического лета.
Быстро пробуждается от зимнего сна полярная флора, молниеносно начинает она свое развитие, чтобы успеть закончить его в течение короткого лета. Однако так же быстро и внезапно наступает зима, сковывается морозом не успевшая еще глубоко оттаять почва и начинается суровая арктическая ночь. Чельман, один из немногих исследователей, наблюдавший полярную флору в течение круглого года, описывает следующим образом тундру в момент наступления суровой зимы:
«Многие растения стоят с замерзшими, но живыми листьями, с набухшими цветочными почками, с наполовину или почти спелыми плодами. Находясь в полной жизнедеятельности, они были захвачены внезапно леденящим холодом».
ХАРАКТЕР РОСТА АРКТИЧЕСКИХ РАСТЕНИЙ
Мы уже отмечали, что для кустарников, обитателей тундры, характерен карликовый рост. То же можно сказать и про травянистые растения, нередко образующие плотные подушки (рис. 6). Подушки некоторых камнеломок и бесстебельной смолевки настолько плотны, что издали напоминают затянутые мхом камни или дернинки мхов. Тем удивительней видеть их в период цветения, когда они покрываются множеством бледнорозовых и белых цветков. Низкий рост арктических растений является очень важным приспособлением. Он не только позволяет им воспользоваться защитой снегового покрова, но и дает возможность получать некоторое дополнительное количество тепла, так как почва нагревается значительно сильнее, чем окружающий воздух; так, например, 7 июля на Шпицбергене температура воздуха на высоте 1 метра около полудня была 4,7°. В то же время температура на поверхности дернинки бесстебельной смолевки (Silene acaulis) была 15,5°, температура почвы на глубине 8 сантиметров, где сосредоточена основная масса корней, была — 9,3°, на глубине же 20—30 сантиметров находилась уже мерзлота. Подушкообразный рост растений имеет и еще одно преимущество: он обусловливает малую поверхность всего растения. Наименьшую поверхность, как известно, имеет шар, многие же растения-подушки как раз имеют почти правильную полушаровидную форму. А чем меньше поверхность растения, тем меньше влаги будет оно испарять.
Вообще приспособления, направленные к уменьшению испарения, характерны для растений, обитателей тундры. Листья их очень мелки, а потому имеют небольшую испаряющую поверхность. Интересно при этом, что виды, живущие на крайнем севере, имеют листья намного мельче, чем их ближайшие родственники, населяющие более южные широты. Многим из вас, вероятно, хорошо известна обыкновенная клюква, растущая повсеместно в лесной полосе на торфяных болотах. Листья у этого растения кожистые и мелкие, однако у мелкоплодной клюквы, населяющей тундры крайнего севера, листья и ягоды еще мельче (рис. 7). Многие арктические растения имеют густое опушение, предохраняющее их от излишнего испарения. Нижняя поверхность кожистых листьев уже знакомой нам куропаточьей травы покрыта густым белым войлоком. Этот войлок, словно шубой, прикрывает расположенные здесь устьица. В других случаях устьица расположены в специальных полостях, образованных завернутыми, краями листьев.
Приспособления, уменьшающие испарения, мы привыкли обычно находить у растений-сухолюбов, растущих в условиях недостатка влаги, поэтому наличие их и представителей арктической флоры с первого взгляда может показаться странным. В самом деле, хотя в тундре выпадает незначительное количество осадков, но благодаря непроницаемому слою из вечной мерзлоты в почве всегда имеется достаточное количество, нередко даже и избыток влаги. Тем не менее поступление воды в растение бывает здесь затруднено вследствие низкой температуры почвы, понижающей общую жизнедеятельность корней; в силу сильного нагревания поверхности почвы, особенно в летние дни, и иссушающей деятельности ветров, испарение здесь очень сильное. Этим и объясняется засухоустойчивая структура арктических растений, уже давно подмеченная путешественниками и позволившая известному ботанику Вармингу искать некоторое внешнее сходство между растительностью Сахары и растительностью Гренландии.