Феоктистова н, нічне життя рослин, газета «біологія» № 22

Н.Ю. Феоктістовим

Орхідея Dendrobium speciosum, яка розкриває квіти лише вночі

Що «роблять» рослини вночі? На це питання так і хочеться відповісти: «Відпочивають». Адже, здавалося б, вся «активне життя» рослини відбувається вдень. У денні години квіти розкриваються і запилюються комахами, розгортаються листя, молоді стебла ростуть і тягнуть свої верхівки до сонця. Саме протягом світлого часу доби рослини використовують сонячну енергію для того, щоб перетворювати вуглекислий газ, що поглинається ними з атмосферного повітря, в цукор.

Однак рослина не тільки синтезує органічні речовини - він їх і використовує в процесі дихання, знову окислюючи до вуглекислого газу і поглинаючи при цьому кисень. Але кількість кисню, необхідного рослинам для дихання, приблизно в 30 разів менше того, що виділяється ними в процесі фотосинтезу. Вночі, в темряві, фотосинтез не відбувається, але і в цей час рослини споживають так мало кисню, що це анітрохи не позначається на нас з вами. Тому стара традиція виносити рослини з кімнати хворого на ніч абсолютно не обгрунтована.

Карликовий поссум запилює суцвіття евкаліпта

А ще є ряд видів рослин, які споживають вуглекислий газ саме вночі. Оскільки енергії сонячного світла, необхідної для повного відновлення вуглецю, в цей час немає, цукор, звичайно, не утворюється. Але поглинена з повітря вуглекислота зберігається в складі яблучної або аспарагінової кислот, які потім, вже на світлі, знову розкладаються, вивільняючи СО2. Саме ці молекули вуглекислого газу включаються в цикл основних реакцій фотосинтезу - так званий цикл Кальвіна. У більшості ж рослин цей цикл починається з захоплення молекули СО2 безпосередньо з повітря. Такий «простий» спосіб зветься С3 -шляху фотосинтезу, а якщо вуглекислий газ заздалегідь запасається в яблучної кислоті - це С4-шлях.

Здавалося б, навіщо потрібні додаткові складнощі? В першу чергу для того, щоб економити воду. Адже поглинати вуглекислоту рослина може тільки через відкриті продихи, через які відбувається і випаровування води. І вдень, у спеку, води через продихи втрачається набагато більше, ніж вночі. А у С4-рослини продихи вдень закриті, і вода не випаровується. Газообмін ж ці рослини здійснюють у прохолодні нічні години. Крім того, С4-шлях в цілому більш ефективний, він дозволяє синтезувати більшу кількість органічних речовин в одиницю часу. Але тільки в умовах повного освітлення і при досить високій температурі повітря.

Так що С4 -фотосінтез властивий «південців» - рослинам з жарких областей. Він притаманний більшості кактусів, деяким іншим сукуленти, ряду бромелієвих - наприклад всім добре відомому ананасу (Ananas comosus), цукрового очерету і кукурудзі.

Цікаво, що ще в 1813 р задовго до того, як стали відомі біохімічні реакції, що лежать в основі фотосинтезу, дослідник Бенджамін Хейн написав у Ліннеевское наукове товариство про те, що листя ряду сукулентних рослин мають особливо гострий смак вранці, а потім, до середині дня, їхній смак стає більш м'яким.

Здатність використовувати пов'язаний в органічних кислотах СО2 обумовлена ​​генетично, але реалізація цієї програми знаходиться і під контролем зовнішнього середовища. При сильному дощі, коли загрози висихання немає, а освітленість невисока, С4-рослини можуть відкривають свої продихи вдень і переходити на звичайний С3-шлях.

А що ще може відбуватися з рослинами ночами?

Деякі види пристосувалися залучати своїх запилювачів саме в нічні години. Для цього вони використовують різні засоби: і посилюється до ночі запах, і приємний і помітний для ока нічних запилювачів колір - білий або жовтувато-бежевий. На такі квіти летять нічні метелики. Саме вони запилюють квіти жасмину (Jasminum), гарденії (Gardenia), місячних квітів (Ipomea alba), вечорниці, або нічний фіалки (Hesperis), любки дволиста (Platanthera bifolia), лілії кучерявої (Lilium martagon) і ряду інших рослин.

Lilium martagon, старовинний малюнок

А є рослини (їх називають хіроптерофільнимі), які запилюються в нічні години кажанами. Найбільше таких рослин у тропіках Азії, Америки та Австралії, менше в - Африці. Це банани, агави, боабаби, деякі представники сімейств миртових, бобових, бегонієвих, геснерієвих, сінюхових.

Квітки хіроптерофільних рослин розкриваються тільки з настанням сутінків і не відрізняються яскравістю забарвлення - як правило, вони зеленувато-жовті, коричневі або фіолетові. Запах у таких квіток вельми специфічний, часто неприємний для нас, але, напевно, привабливий для кажанів. Крім того, квітки хіроптерофільних рослин зазвичай великі, з міцним оцвітиною і забезпечені «посадочними майданчиками» для своїх запилювачів. В якості таких майданчиків можуть виступати товсті квітконіжки і квітконоси або безлисті ділянки гілок, примикають до квіток.

Перохвостий поссум запилює суцвіття Банксом

Деякі хіроптерофільние рослини навіть «розмовляють» зі своїми обпилювачами, залучаючи їх. Коли квітка ліани Mucuna holtonii. що належить до сімейства бобових і що виростає в тропічних лісах Центральної Америки, стає готовим до запилення, один з його пелюсток набуває специфічну увігнуту форму. Цей увігнутий пелюстка концентрує і відображає сигнал, що видається кажанами, відправилися на пошуки корму, і таким чином повідомляє їм про своє місцезнаходження.

Але не тільки рукокрилі ссавці запилюють квіти. У тропіках відомо більше 40 видів звірів з інших загонів, які беруть активну участь в запиленні близько 25 видів рослин. У багатьох з цих рослин, як і у тих, які запилюються кажанами, квітки великі і міцні, часто неприємно пахнуть і що утворюють велику кількість пилку і нектару. Зазвичай число квіток на таких рослинах або в їх суцвіттях невелика, квітки розташовуються низько над землею і розкриваються тільки до ночі, щоб забезпечити максимальну зручність нічним тваринками.

Нічне життя квітів не обмежується залученням запилювачів. Цілий ряд рослин закриває пелюстки на ніч, але при цьому всередині квітки залишаються ночувати комахи. Найбільш відомим прикладом подібної «готелю» для комах, є амазонська лілія (Victoria amasonica). Вперше європейці побачили її в 1801 р а докладний опис рослини було зроблено в 1837 р англійським ботаніком Шомбург. Вчений був просто вражений і його гігантськими листям, і чудовими квітами і назвав квітка «Німфея Вікторія», на честь англійської королеви Вікторії.

Насіння вікторії амазонської вперше були надіслані до Європи в 1827 р але тоді вони не проросли. У 1846 р насіння відправили в Європу знову, на цей раз в бутлі з водою. І вони не тільки відмінно перенесли дорогу, а й розвинулись в повноцінні рослини, які через 3 роки зацвіли. Сталося це в ботанічному саду «Кью» в Англії. Звістка про те, що вікторія повинна зацвісти, швидко поширилася не тільки серед службовців ботанічного саду, а й серед художників і репортерів. В оранжереї зібрався величезний натовп. Всі з нетерпінням стежили за годинами, чекаючи розкриття квітки. О 5 годині вечора ще закритий бутон піднявся над водою, його чашолистки розкрилися і з'явилися сніжно-білі пелюстки. За оранжереї поширився чудовий запах зрілого ананаса. Через кілька годин квітка закрився і опустився під воду. Знову він з'явився тільки о 7 годині вечора наступного дня. Але, на подив усіх присутніх, пелюстки диво-квітки були вже не білі, а яскраво-рожеві. Незабаром вони стали опадати, при цьому їх забарвлення ставала все більш і більш інтенсивним. Після повного опадання пелюсток почався активний рух тичинок, яке, за свідченням присутніх, навіть було чутно.

Але крім незвичайної краси у квіток вікторії є ще дивні особливості, пов'язані із залученням комах. У перший день температура в білому квітці вікторії підвищується в порівнянні з навколишнім повітрям приблизно на 11 ° С, і до вечора, з настанням прохолоди, в цьому «тепленьке містечку» накопичується велика кількість комах. Крім того, на плодолистка квітки утворюються особливі харчові тільця, також залучають запилювачів. Коли квітка закривається і опускається під воду, разом з ним опускаються і комахи. Там вони проводять ніч і весь наступний день, - до тих пір, поки квітка знову не підніметься на поверхню. Тільки тепер він вже холодний і не ароматний, і комахи, навантажений пилком, летять у пошуках нових теплих і ароматних білих кольорів, щоб опилісь їх, а заодно і переночувати в наступній теплою і безпечної «готелі».

У столиці Таїланду Бангкоку є дивно красивий храм «Смарагдовий Будда». Безліч статуй Будди знаходиться і всередині храму і біля нього. Віруючі тайці приносять своїх богів подарунки і квіти лотоса. Живі рослини лотоса ростуть в спеціальних водоймах тут же поруч, радуючи око своїми дивно красивими квітами

Ще один, мабуть, не менше красиву квітку також надає своїм запилювачів нічні квартири - це лотос. Є два види лотоса. У Старому Світі росте індійський лотос з рожевими, а в Америці - лотос американський з жовтими квітками. Лотос здатний підтримувати всередині своїх квіток щодо постійну температуру - значно вищу, ніж температура навколишнього повітря. Навіть якщо зовні все + 10 ° С, всередині квітки - +30. + 35 ° С! Квітки лотоса розігріваються за 1-2 дня до розкриття, і постійна температура підтримується в них протягом 2-4 днів. За цей час дозрівають пильовики, а рильце маточки стає здатним сприймати пилок.

Запилюють лотос жуки та бджоли, для активного польоту яких потрібна температура якраз близько 30 ° С. Якщо комахи виявляються у квітці після його закриття і проводять ніч в теплі і затишку, активно пересуваючись і покриваючись пилком, то вранці, коли квітка розкриється, вони відразу ж здатні летіти на інші квіти. Таким чином «постояльці» лотоса отримують перевагу перед задубілі комахами, що провели ніч на холоді. Так тепло квітки, передане комасі, сприяє процвітанню популяції лотоса.

Багато представників сімейства ароїдних, такі як гігантський аморфофаллус (Amorphophallus titanus), всім добре відома монстера і філодендрон мають черешки квіток, які продукують тепло в нічні години, посилюючи запах і допомагаючи комах-запилювачів з максимальними зручностями провести ніч. Малоприємний запах аморфофаллуса привертає, наприклад, масу жуків, які знаходять серед пелюсток гігантського суцвіття і теплу квартиру, і їжу, і шлюбних партнерів. Ще одне цікаве рослина з сімейства ароїдних - Typophonium brownii - мімікрують під купки посліду тварин, привертаючи до себе гнойових жуків, яких «відловлює» на ніч і змушує переносити на собі свою пилок.

Ось так, по-різному, рослини трудяться в нічні години. Цікаво, що серед квіткових рослин є й такі, які взагалі ніколи не бачать денного світла, і все їхнє життя проходить під покровом темряви. Це паразитичні рослини - фотосинтез в темряві неможливий, а ось для того, щоб смоктати соки з коренів інших рослин, світло не потрібне. Зазвичай на поверхні можна побачити тільки квіти цих рослин - та й то нетривалий час, необхідний для їх запилення. До подібних рослин відносяться Петров хрест (Lathraea squamaria) і вовчок (Orobanche). А ось у підземних орхідей пологів Rhizanthella і Thismia. які ростуть в Австралії, навіть квіти не показуються на поверхні. Їх запилюють терміти та деякі інші комахи, що живуть в грунті. Так що ці орхідеї, можна сказати, ведуть винятково нічний спосіб життя.