Удивительные открытия ждут человека, решившего поближе познакомиться с миром растений. Скромные на вид, неброские растения, мимо которых мы проходим, не замечая их, при внимательном рассмотрении оказываются обладателями цветков редкого изящества и окраски. Природа предстает перед нами искусной художницей, у которой любое творение неповторимо. Орхидеи — одно из самых замечательных ее созданий. У многочисленных представителей этого на редкость обширного семейства мы встречаем бесконечное разнообразие самых фантастических форм.

В окраске цветков можно проследить плавные переходы от чистейшего белого и нежно-розового до густого темно-багрового, увидеть различные комбинации лимонно-желтого, ярко-зеленого, красного и т. д. Есть орхидеи с цветками, пятнистыми как пантера, полосатыми как тигр, причудливо разрисованными. Трудно представить себе что-либо более разнообразное, неожиданное, фантастическое, по-своему совершенное, чем форма цветков орхидей: один насмешливо высовывает яркий багровый язык (серапиас язычковый), другой похож на голову с завитыми рогами (в Мексике это растение называют бычья голова), третий принял вид паука, как бы желая попугать окружающих (офрис пауконосная). Представители рода офрис вообще склонны имитировать насекомых, принимая вид пчел, бабочек, шмелей, ос, мух, комаров. Есть и такие орхидеи, что напоминают птиц — белых голубей, сверкающих колибри. Все эти варианты внешнего облика, строения растений обусловлены особенностями их жизни и обеспечивают прежде всего успех перекрестного опыления. Кроме того, бесконечное разнообразие форм орхидей — вариации единого, общего для всех этих растений плана строения.

Среди огромного числа видов семейства орхидных нет ни одной древесной или кустарниковой формы. Все орхидеи — многолетние травянистые растения. Выделяются две большие группы — эпифитные и наземные растения. Первая группа — эпифиты - гораздо многочисленнее, чем вторая. Это обитатели тропических областей, чаще всего лесов с их насыщенным влагой воздухом. Они поселяются на стволах и ветвях деревьев, часто поднимаясь на большую высоту, чтобы вынести свои соцветия к столь дефицитному в этих условиях свету. Эпифиты не паразитируют на растении-хозяине, а используют его как опору. Семена таких растений прорастают в трещинах коры деревьев, где накапливаются пыль и перегной.

На территории нашей страны совсем нет эпифитных орхидей, все наши орхидеи — наземные травы. Абсолютное большинство видов — зеленые фотосинтезирующие растения, с помощью энергии солнечных лучей самостоятельно создающие органические вещества, необходимые им для жизни. Лишь немногие лишены зеленых листьев и ведут микотрофный образ жизни с помощью грибов, извлекающих для них питательные вещества из гниющих органических остатков, на которых поселяются такие растения.
Наши отечественные орхидеи существенно уступают тропическим родичам по числу видов, богатству жизненных форм, по величине и красочности цветков. Однако и среди них заинтересованный и неравнодушный взгляд без труда обнаружит немалое разнообразие и оригинальные варианты строения основных органов, в первую очередь цветков, отражающие ту же, что и у тропических красавиц, удивительную приспособленность к опылению, осуществляемому насекомыми определенной в каждом случае группы. Мы старались показать это при описании отдельных видов.

Итак, все орхидеи — многолетние травянистые растения. Все они имеют простые неветвистые побеги. Величина, расположение и форма листьев довольно разнообразны. Расположение листьев на стебле чаще очередное, реже супротивное. При этом у одних видов листья более или менее равномерно распределены по стеблю — у башмачков, пыльцеголовников, дремликов; у других почти все листья собраны в розетку при основании побегов — некоторые ятрышники, скрученники. Есть среди наших орхидей виды, несущие всего один крупный- лист в нижней части стебля,— ореорхис раскидистый, калипсо луковичная, кремастра изменчивая. У любок двулистной и зеленоцветной таких листьев два. Есть и другой вариант — в основании побегов крупные нормально развитые листья, а вверх по стеблю они постепенно уменьшаются (кокушники, любка цельногубая) [Гладкова, 1982].

Особую форму имеют листья на нижних частях вертикального стебля и на корневищах орхидей — довольно маленькие, иногда еле заметные, имеющие вид бесцветных или буроватых чешуек. На оси соцветия листья иного вида — так называемые прицветники, в их пазухах и находятся цветки. Прицветники бывают крупными листовидными, заметно превышающими цветок (пальчатокоренник остистый, серапиас), или, наоборот, представляют собой едва заметные чешуйки (липарис, тайник).

Листья орхидей всегда простые (с одной цельной листовой пластинкой), с цельными краями, с дуговидным или параллельным жилкованием (что свойственно всему классу однодольных растений, к которому относится семейство орхидных). Форма листовых пластинок разнообразна. Они могут быть линейными, ланцетными (кокушник, эулофия, ореорхис), овальными, эллиптическими, яйцевидными (башмачки, тайник яйцевидный, мякотница, любка двулистная). У некоторых видов, например у липарисов, края листовой пластинки волнистые. Листья могут быть тонкими или слегка мясистыми, с черешками или без черешков (сидячие); по окраске — гладко-зеленые различных оттенков или пятнистые. В средние века некоторые орхидеи за кроваво-красные пятна на листьях называли слезами богородицы.

Рис. 1. Формы корневых клубней орхидей

У большинства наших видов этого семейства листья, как и вся надземная часть, засыхают к середине - концу лета, но есть и такие, что уходят под снег с зелеными листьями, например гудайера ползучая, калипсо, некоторые ятрышники. Напомним также, что есть среди орхидных виды, совсем лишенные развитых листьев и зеленой окраски,— ладьян, надбородник, гнездовка — микотрофные организмы, питающиеся с помощью грибов готовыми органическими веществами [Смирнова, 1986].

О подземных органах растений этого семейства. Люди давно обратили внимание на необычные подземные структуры некоторых орхидных — клубни, кончающиеся длинными пальчатовидными отростками. Один из наиболее разнообразно представленных на территории СССР родов орхидей так и называется — пальчатокоренник. В давние времена одни называли их «божьими ручками», другие — «чертовыми руками». Вильям Шекспир устами Офелии, собиравшей на берегу речки букет, в том числе орхидеи, говорит о них как о пальцах мертвеца.

Корневые клубни — характерная структура многих орхидеи, они образуются из боковых придаточных (развивающихся на стебле) корней и выполняют роль запасающих органов (рис. 1). Форма клубней часто является одним из основных признаков, определяющих различия между родами этих растений. Как уже говорилось, у пальчатокоренников клубни лопастные, в то время как у очень похожих на них по надземным органам ятрышников — округлые. Округлые клубни имеют траунштейнеры, офрисы, неоттианта, комперия. Клубней в большинстве случаев два: один увядающий, мягкий, питательные вещества которого растением используются в данном году, второй молодой, твердый, в котором растение откладывает себе запас на будущий год.

Рис. 2. Корневища орхидей

Не менее распространенной формой подземных органов у орхидных являются корневища. Корневища образуются из горизонтальных частей побегов, они покрыты чешуевидными листьями, в пазухах которых закладываются почки возобновления, дающие начало новым побегам: корневища, таким образом, служат органами возобновления, размножения и также запасающими. Они могут быть укороченными, как у пыльцеголовников, ряда дремликов (рис. 2), а могут быть длинными, тонкими, ползучими, как у тайника сердцевидного, гудайеры ползучей. Своеобразны корневища у наших микотрофных орхидей: у гнездовки обыкновенной корневище сильно ветвистое, с отходящими от него многочисленными тонкими корнями, переплетающимися между собой и образующими подобие птичьего гнезда, у ладьяна трехнадрезного корневище коралловидное, а у надбородника безлистного от корневища отходят побеги-столоны, из конечных почек которых развиваются новые растения (рис. 3). Есть среди наших орхидей и виды с подземными органами переходного характера между корневищной и клубневой структурами.

У некоторых растений этого семейства в основаниях стеблей имеются утолщения, похожие на луковицы. Это так называемые псевдобульбы, или стеблеклубни, они состоят из мягких слизесодержащих тканей и служат в качестве органов, запасающих воду и питательные вещества. Такие луковицеобразные утолщения разнообразной формы широко распространены у тропических орхидей, встречаются они и у видов умеренного пояса, например у наших липарисов, мякотницы, калипсо.

Корни орхидных придаточные (отходят от стебля), белого или серого цвета благодаря защитному слою губчатой ткани (веламен), клетки которой содержат воздух [Смирнова, 1984].

Однако самое замечательное у орхидей — это, конечно, цветки. Вообще, пока орхидеи не цветут, они, пожалуй, не имеют в своем облике ничего особо характерного, сразу отличающего их от растений других семейств. Нецветущие орхидеи могут напоминать то амариллисы, то лилии, то ирисы. Но стоит им зацвести, и не остается никаких сомнений в необычном своеобразии этих замечательных творений природы. Прежде чем рассматривать строение цветков орхидей, еще раз подчеркнем, что все разнообразие их форм, многочисленные варианты строения отдельных органов — это высокоспециализироваыные приспособления к перекрестному опылению. Цветки орхидных можно считать вершиной эволюции растений в этом направлении.

Рис. 3. Подземные органы гнездовки (а) и ладьяна (б)

Как уже говорилось, наши орхидеи много скромнее своих тропических родственниц с берегов Амазонки или из стран Юго-Восточной Азии. Некоторые из них совсем неприметные — с мелкими зеленовато-желтыми цветками — мякотница однолистная, тайник яйцевидный, тулотис буреющая, хаммарбия болотная. Однако многие, пожалуй, большинство видов, не могут не вызвать искреннего восхищения окраской, разнообразием, запахом и причудливостью форм цветков.

Лишь у немногих наших видов орхидных цветки одиночные — некоторые виды башмачков, калипсо луковичная, бородатка. Как правило, это цветки довольно крупные. У большинства видов семейства они собраны в соцветия. Основной тип соцветий орхидных — кисть с цветками в пазухах прицветников (мелких недоразвитых листьев) . У одних видов цветки на повислых цветоножках — дремлики, седлоцвет, у других — они на прямоторчащих или слегка отклоненных цветоножках — липарисы, мякотницы. У некоторых орхидей цветоножки скрученные — ладьян, тайники и др. Мы еще скажем о смысле всех этих вариантов. Не менее распространен и другой вид соцветий. При укорочении цветоножек цветки оказываются сидячими или почти сидячими, в этом случае соцветие принимает вид колосовидного — у пыльцеголовников, кокушников, леукорхиса, пололепестника. При этом у неоттианте, гудайеры соцветие однобокое, а у скрученников ось соцветия спирально скручена. Для распознавания отдельных видов известное значение имеют также величина и форма прицветников; у пыльцеголовника длиннолистого они, например, очень мелкие, чешуевидные, а у пыльцеголовника крупноцветкового — крупные, почти равные завязи.

Цветок орхидей — самая замечательная структура растений этого семейства. Может быть, читателям покажется излишней некоторая детальность в описании отдельных его частей, но без нее трудно оценить своеобразие этих растений, кроме того, такие детали очень часто имеют решающее значение в определении отдельных видов и родов, и мы будем пользоваться соответствующими признаками в дальнейших характеристиках.

Ближайшими родственниками орхидей являются лилии. Но лилии имеют правильный цветок, все лепестки у него одинаковые (через такой цветок можно провести несколько осей симметрии), он считается образцом гармонии и математической правильности. А о цветке орхидеи Гёте однажды заметил, что его можно рассматривать как уродливую лилию. 
 

Рис. 4. Строение цветка однотычинковых орхидных 1 — рыльце, 2 — стаминодий, 3 — шпорец, 4 — вход в шпорец, 5 — наружные листочки околоцветника, 6 — губа, 7 — клювик, 8 — поллинарий, 9 — колонка (вид сбоку)

Цветок орхидей (рис. 4) неправильный (через него можно провести только одну плоскость симметрии), состоит из шести листочков, расположенных в два круга — внешний и внутренний. Три листочка наружного круга почти одинаковые, но боковые обычно неравнобокие, а у видов рода башмачок боковые наружные листочки срастаются в один. Из трех листочков внутреннего круга один, ближний к оси соцветия, сильно отличается от остальных. Он называется губой и выполняет важную функцию при опылении, являясь своего рода посадочной площадкой для насекомых. Губа обычно крупнее других членов околоцветника и очень разнообразна по форме. У представителей двух наших родов орхидей — башмачков и калипсо — губа мешковидно вздута. У башмачков она действительно имеет вид башмачка с отверстием при основании, у калипсо — вид туфельки, образованной двумя боковыми долями, третья ее доля лепестковидная, с тремя пучками волосков расположена спереди у отверстия. У остальных орхидей губа более или менее плоская, при этом она может быть целой (у любок, лимнорхиса, липарисов), двулопастной (у тайников), трехлопастной (у пальчатокоренников). У видов ремнелепестника средняя лопасть трехлопастной губы длинная, ремневидная, а у комперии все три лопасти губы с длинными нитевидными окончаниями, у погонии трехлопастная губа бахромчато-бороздчатая по краю, у липарисов край губы курчавоволосистый. У некоторых орхидей (дремлики, пыльцеголовники) губа расчленена поперечной перетяжкой на переднюю долю — эпихилий и заднюю — гипохилий. При основании губы у многих орхидей имеется разной формы и длины шпореп — нектарник. Губа, по положению являющаяся верхним лепестком внутреннего круга околоцветника, чаще всего обращена вниз, что облегчает работу насекомых-опылителей, делает ее успешней. Такое положение губы достигается за счет уже упоминавшегося скручивания цветоножки, изгибания ее, а может осуществляться путем скручивания завязи, как у пыльцеголовника, кокушников, любок. Но у некоторых растений, например у надбородника безлистного, мякотницы однолистной, она обращена вверх, что также связано с особенностями их
опыления.

Остальные пять листочков околоцветника могут быть либо свободными, как у хаммарбии болотной, офрисов и т. д., либо в той или иной степени сросшимися, соединенными, образующими шлем или подобие шлема. Чаще всего в шлем сближены один листочек наружного круга и два внутреннего (у ладьяна, любок, кокушников), но бывает, что в шлем сложены все пять (кроме губы) листочков (тайники, леукорхис, лимодорум).

Абсолютное большинство орхидных имеет только одну тычинку. Из наших орхидей лишь у башмачков их две. Единственная тычинка срослась нитью со столбиком и рыльцем, образовав колонку, или гиностемий,— структуру, чрезвычайно характерную для этого семейства. Детали строения колонки, ее форма, размеры весьма разнообразны и имеют систематическое значение. У видов рода гнездовка, например, она удлиненная, согнутая вперед, у калипсо луковичной — прямая, лепестковидная, у бров-ника — короткая. По бокам колонки в виде двух бугорков расположены стаминодии — редуцированные, утратившие свою основную функцию тычинки. В результате указанного срастания пыльник единственной тычинки (у большинства наших орхидей) оказывается сидячим, определенным образом прикрепленным к колонке.

У одних орхидей все три рыльца срастаются вместе, образуя диск, имеющий вид железистой площадки, у других срастаются только два рыльца, а третье бывает стерильным и преобразовано в так называемый клювик, отделяющий пыльник от рыльца. Он также очень разнообразен по форме и размерам. Если клювик трехлопастный, то из боковых его лопастей иногда образуется один или два кармашка — структура, также имеющая определенное значение для успешности опыления. В тех случаях, когда в диск срастаются все три рыльца, клювика совсем нет (башмачки, пыльцеголовники, офрисы).

Другим, не менее чем колонка, характерным признаком этих растении является их пыльца. Из наших орхидей опять же лишь у башмачков, структура которых рассматривается как наиболее примитивная, пыльцевые зерна обособленные, порошковидные. У остальных они склеены в более или менее плотные образования, называемые поллиниями. Число поллиниев, их форма у разных видов различны. Поллинии могут лежать свободно в гнездах пыльников, как у пыльцеголовников, погонии и др., а могут быть снабжены ножкой, которая прикрепляет поллиний к клейкой железке, называемой также подушечкой, или прилипальцем. Железка находится на клювике. Поллиний, ножка и прилипальце вместе называются поллинарием. Это одна из наиболее интересных структур, служащих для опыления орхидных. Поллинарии легко отделяются от клювика и с помощью клейкой железки пристают к телу насекомого, посетившего цветок и переносящего его на цветки других особей того же вида. Железка может быть одна на два поллиния, а может быть отдельная у каждого поллиния. Железки могут находиться на поверхности клювика или быть скрытыми в кармашках, о которых говорилось.

Завязь у орхидей нижняя (находится под цветком, остальные части цветка прикреплены к ее верхушке), сидячая (у анакамптиса, ятрышников, любок, стевениеллы) или на ножке (у дремликов, комперии, надбородника). Она одногнездная (без перегородок внутри), образована тремя плодолистиками.
Плод орхидей — коробочка, раскрывающаяся при созревании шестью продольными щелями. У некоторых тропических орхидей плоды крупные, до размеров куриного яйца. У наших видов они небольшие. Семена мелкие, очень многочисленные, пылевидные, от нескольких тысяч до нескольких миллионов в плоде, одетые тонкой сетчатой кожурой. У наземных орхидей семена тяжелее и менее многочисленные, чем у эпифитных. Они совсем не содержат питательных веществ, необходимых зародышу на начальных этапах развития. Это определяет еще одну важную особенность орхидных — на ранних стадиях жизни вследствие такого строения семян все они ведут микотрофный образ жизни с помощью гриба [Гладкова, 1982].