Растения-хищники

Растения-хищники

В конце XVII века прибывшие из-за океана в Европу моряки рассказывали леденящие душу истории о кровожадных растениях-убийцах, которые встречаются в джунглях Нового Света. Эти невероятные создания, наделенные коварными ловушками, по рассказам, могли захватить в свой липкий плен человека и обглодать его до костей, растворив кожу и мышцы в жидкости, едкой как кислота.

Впрочем, растения-хищники действительно существуют, и во всем мире их насчитывается около 500 видов, принадлежащих к разных семействам. Их листья странным образом изменились, превратившись в специальные органы-ловушки, обеспечивающие растение «мясной» пищей. Только размеры добычи были невероятно преувеличены моряками, т. к. практически все «зеленые монстры» свое меню строят исключительно на основе насекомых. Лишь в Юго-Восточной Азии живут грандиозные вьющиеся лианы, обвивающие стволы деревьев и поднимающиеся вверх на десятки метров. Они обладают чудовищными листьями-кувшинами, способными удерживать до 2 л жидкости, смертоносной для лягушки, птички или зверька размером с мышь.

Ботаники считают, что потребность в дополнительном питании возникла у насекомоядных растений в связи с адаптацией к существованию на обедненных азотом почвах. Действительно, многие виды растений-хищников обитают на болотах, где одни растут на моховой «подушке», а другие — на песке. В этих неблагоприятных условиях некоторые виды выработали удивительные приспособления, позволяющие пополнять запасы азота, разлагая белки животного происхождения. Любопытно, что большинство насекомоядных растений обладают специальными ферментами, способными переваривать пойманную добычу. Эти биологически активные вещества действуют подобно пищеварительным ферментам животных, однако не аналогичны последним.

Европейским аналогом заморских плотоядных растений являются представители широко распространенного рода росянка (Drosera), к которому принадлежат около 160 болотных видов. Росянки встречаются на всех континентах за исключением Антарктиды. Например, на территории Австралии насчитывается более 60 видов этих растений. У всех росянок собранные в розетку ловчие листья по краям и на верхней стороне покрыты чувствительными волосками с красной железистой головкой, несущей каплю липкой слизистой жидкости. От этого кажется, что все растение покрыто росой. Именно отсюда и происходит латинское родовое название рода (греч. «drosos» означает «роса»). По краям листа железистые волоски длиннее, чем в его центре. У некоторых видов ловчим аппаратом является только самый кончик листа, который имеет округлую форму.

Росянка капская

Росянка круглолистая

Липкие капли являются результатом работы железистых клеток и содержат целый набор ферментов, которые привлекают и переваривают добычу. В состав жидкости входит также алкалоид конин, обездвиживающий пойманных насекомых. В ответ на механическое раздражение и химический стимул соседние волоски тянутся к жертве, а сам лист росянки начинает постепенно закрываться подобно сжимаемой в кулак ладони. Таким образом, неосторожный комар, задевший лист, будет тут же схвачен несколькими липкими волосками, которые загнутся внутрь и прижмут беднягу к поверхности листа. При этом ловчий лист складывается по центру пластинки и удерживает насекомое, которое обволакивается слизью и вскоре погибает. Переваривание жертвы среднего размера происходит в течение двух-трех суток. При этом росянка поглощает в основном не белки и углеводы, а микроэлементы и соли натрия, калия, магния, фосфора и азота, которых ей не хватает в болотистой почве. Когда жертва переварится, лист вновь раскроется и засверкает своей обманчивой красотой.

Наибольший размер листьев — до 60 см в длину — имеет королевская росянка (D. regia), а самой маленькой считается произрастающая в Австралии карликовая росянка (D. pygmaea), длина листьев которой не превышает 1 см.

По наблюдениям, одно растение росянки за день способно переварить несколько десятков насекомых. Во время цветения из центра розетки поднимается один (реже — два) цветоноса, на которых цветки собраны в колосовидное соцветие. Обычно они некрупные, с пятью белыми или розовыми лепестками.

Живут росянки довольно долго — возраст отдельного растения может насчитывать десятки лет. Поведение этого растения изучал еще великий Чарльз Дарвин, но детали механизма изгибания железистых волосков до сих пор плохо исследованы. В Италии росянки используются для приготовления особого ликера «Rosoglio».

Среди жителей торфяных болот следует выделить также дионею, или венерину мухоловку обыкновенную (Dionaea muscipula). Ее сердцевидные листья, снабженные длинными узкими зубчиками по краю, собраны в прикорневую розетку высотой не более 10 см и напоминают миниатюрные раскрытые капканы. Количество зубцов может быть более 30, а в середине каждой половинки листа имеются три сторожевых волоска. Их высокая тактильная чувствительность позволяет захлопываться половинкам листа вместе с попавшейся добычей, случайно коснувшейся этого сигнального приспособления. Насекомых привлекает яркая окраска внутренней поверхности листа и скапливающаяся на ней сладковатая жидкость.

Интересно, что если задет лишь один сторожевой волосок (например, каплей дождя), то ловушка не закрывается. Растение-охотник реагирует на прикосновение к двум и всем трем волоскам, даже если они были задеты с интервалом в 20 секунд.

Скорость закрывания листа зависит от температуры воздуха и интенсивности освещения. Так, при ярком солнечном свете «капкан» захлопывается за ¹/₃ секунды, что составляет своеобразный рекорд скорости среди насекомоядных растений. Чтобы жертва не выбралась, зубцы по краям листа смыкаются, перекрывая друг друга. Сопротивление жертвы внутри живого «капкана» приводит к еще более плотному смыканию створок. Механическое раздражение волосков-сенсоров может привести к захлопыванию листа, однако выделение пищеварительных веществ в этом случае не начинается. Поэтому если в «капкан» дионеи занесло ветром кусочек сухой щепки или семечко, растение «распознает» это и через пару дней открывает ловушку.

Венерина мухоловка

Но если чувствительные органы листа определяют в добыче присутствие азотистых соединений, особые железки начинают выделять пищеварительные ферменты и муравьиную кислоту для растворения тканей попавшегося насекомого. В зависимости от размера жертвы этот процесс занимает от 7 до 26 дней.

Молодые листья-ловушки вначале закрыты, а в процессе развития постепенно раскрываются и занимают горизонтальное положение. Ученые установили, что механическое раздражение волосков-сенсоров порождает в тканях листа слабые электрические сигналы, а ловушка захлопывается благодаря изменению в ее клетках тургора — внутриклеточного давления, обусловленного поступлением или быстрой откачкой жидкости в межклеточное пространство. Дионея смыкает лист быстрее, чем человек сжимает ладонь в кулак. Каждый лист способен захлопнуться и расправиться лишь два-три раза, после чего погибает.

Этот уникальный вид растения представляет интерес для любителей комнатной экзотики. Селекционеры вывели несколько десятков сортов венериной мухоловки, отличающиеся формой и окраской листьев-ловушек. При этом авторы дают сортам весьма экзотические, эффектные названия (например, «Красный дракон», «Зеленый дракон», «Большой рот», «Чашевидная ловушка», «Зубчатые капканы», «Клык», «Слитые зубцы», «Челюсти», «Красная пиранья», «Зубья пилы», «Зубы акулы» и т. д.).

Липкие листики жирянок (Pinguicula) могут ловить только мелких вредителей (муравьев, мошек, комаров и т. д.), зато ферменты, выделяемые этими растениями, способны переваривать белки и даже ДНК. В результате от пойманного насекомого остается только пустая хитиновая оболочка. Кроме того, жирянки способны переваривать пыльцу других растений, попавшую на их лоснящиеся, будто смазанные жиром листья. Именно их специфичный облик послужил поводом для названия рода (лат. «pinguis» — «жирный»). Такой маслянистый блеск обусловлен обилием сахаристой слизи, которую выделяют головчатые железки, находящиеся в тканях листа. Это слизистое покрытие настолько липкое, что севшая на лист мошка оказывается как бы приклеенной к его поверхности. После контакта насекомого с листом в этом месте выделяется дополнительная порция липкой слизи. Кроме того, листья жирянки обладают и другим типом желез, которые выделяют протеолитические ферменты и постепенно переваривают ткани добычи.

Жирянка обыкновенная

Известно около 80 видов жирянок, произрастающих в поймах рек, на сфагновых болотах, на сырых лугах и по берегам мелководных озер. В Европе встречается 12 видов жирянок, в Северной Америке — 10 видов. Произрастающая в тундровой и лесной зоне Евразии жирянка обыкновенная (Р. vulgaris) является растением-реликтом ледникового периода. Все эти небольшие растения имеют прикорневую листовую розетку, из центра которой появляются новые листья. Цветки жирянок имеют характерный шпорец, длина которого зависит от конкретного вида растений. В окраске цветков доминируют белые, голубые, розовые, сиреневые оттенки, лепестки часто бывают с выемкой. Все жирянки относятся к семейству пузырчатковых и, в отличие от остальных его представителей, имеют настоящие корни.

К этому же семейству принадлежит интересный род водных растений-хищников под названием «пузырчатка» (Utricularia). Известно около 200 видов, которые распространены практически во всех странах мира в прибрежной зоне небольших водоемов со спокойной стоячей водой. В Европе и на территории России встречаются шесть видов этих растений. Наиболее распространенной и крупной является пузырчатка обыкновенная (U. vulgaris). В северных широтах с наступлением осени у растения формируются зимующие почки, которые весной дают начало новому поколению. В теплый период года пузырчатка свободно плавает в верхнем слое воды, где и подкарауливает свою добычу, не прикрепляясь ко дну.

Пузырчатка обыкновенная

Название рода отражает особенности строения ловчих листьев (лат «utriculus» — «пузырь»). Сегменты тонко рассеченных листьев образуют многочисленные округлые образования, диаметр (слева — пузырек с рачком) которых не превышает 4 мм. Это ловчие приспособления растения, каждый из которых снабжен клапаном, несколькими длинными волосками и отверстием-ловушкой для добычи. Когда плывущий поблизости маленький рачок вроде циклопа или дафнии касается волосков, клапан быстро открывается. Так как давление внутри пузырька ниже, чем снаружи, крошечную жертву буквально засасывает внутрь вместе с небольшим объемом воды, после чего ловушка закрывается. Весь цикл происходит за 0,35–0,4 секунды. Каждый ловчий пузырек может сработать несколько раз, а затем постепенно отмирает. Над плавающими веточками в пору цветения поднимаются тонкие цветоносы, на которых распускаются цветки, напоминающие своей причудливой формой львиный зев.

Еще одно замечательное водное растение — альдрованда пузырчатая (Aldrovanda vesiculosa) — встречается во внутренних пресноводных водоемах Восточного полушария — на территории Европы, Средней и Юго-Восточной Азии, Дальнего Востока и Японии, а также в Африке и Австралии. Своими размерами, формой и отсутствием корней альдрованда напоминает известное аквариумное растение — элодею. Стебли нитевидные, листья расположены по 7–9 в мутовках с длинными шиловидными щетинками на верхушке широкого черешка. Листовые пластинки, покрытые красноватыми железистыми волосками с липким веществом, состоят из двух полукруглых складывающихся половинок, образующих ловушку для мелких рачков. Эти подводные капканы весьма похожи на «челюсти» венериной мухоловки, хотя систематики относят альдрованду к семейству росянковых. Механическое раздражение чувствительных волосков заставляет ловушку захлопываться. Лишняя вода из образовавшейся ловчей полости постепенно откачивается и нередко заменяется пузырьком воздуха. Затем начинается процесс пищеварения. Наиболее активно работают молодые ловушки, расположенные в первых 4–6 мутовках на концах веточек. Чем моложе лист-ловушка, тем быстрее он закрывается.

Во время цветения мелкие одиночные цветки с пятью лепестками и пятью длинными тычинками поднимаются над поверхностью воды, где и опыляются насекомыми. Интересен тот факт, что из водоема в водоем альдрованда и пузырчатка попадают чаще всего с помощью водоплавающих птиц, к лапкам которых прилипают кусочки их тонких веточек, способных быстро разрастаться на новом месте.

Род непентес (Nepenthes) включает около 80 видов вечнозеленых кустарников с лазящими стеблями, наделенными наиболее крупными и удивительными ловушками. В ходе эволюции лист непентесов был удивительным образом преобразован и состоит из крупной, продолговатой листовой пластинки, переходящей в длинный узкий усик, заканчивающийся ловчим приспособлением — кувшином. Вход в формирующиеся кувшинчики закрыт крышечкой. Позже между ней и телом кувшина возникает зазор, который постепенно увеличивается. Крышечка предохраняет внутренность ловушки от попадания дождевой воды и одновременно служит «посадочной площадкой» для основной добычи непентесов — летающих насекомых. На нижней стороне крышечки находятся нектарники.

Окраска, размер и форма кувшинчиков у различных видов очень разнообразны. У большинства они имеют зеленовато-бурую окраску, но могут быть темно-красные, однотонные зеленые, розовые, желтоватые или пестрые. В среднем их длина от 10 до 30 см, а самые крупные кувшины вырастают у N. rajah, достигая длины 40 см. Форма ловушек может быть длинной, узкой, продолговатой, грушевидной или шарообразной, а края — бахромчатые, острозубчатые, колючие или гладкие.

Непентес

У непентеса тонкого (N. gracilis) тонкие стебли, листовые пластинки крылатые, а темно-зеленые кувшинчики не превышают 10 см в длину. Непентес ярко-красный (N. coccinea) привлекает насекомых своим ярко-окрашенным расширенным «кувшинчиком» с малиновыми пятнами и бахромчатыми краями. Название вида N. hamata указывает на загнутые крючковидные выросты, украшающие перистом (горловину) кувшинчиков, которые имеют темно-фиолетовую, почти черную окраску. Прилетевший крылатый гость, усевшийся на краешке ловушки и желающий полакомиться сладким нектаром, соскальзывает вниз по гладким стенкам и оказывается внутри, причем направленные вниз жесткие волоски не позволяют жертве выбраться наружу. Особые железки растения выделяют липкую жидкость, которая скапливается на дне кувшинчика и представляет собой раствор пепсинов, способствуя перевариванию тонущих насекомых в течение нескольких часов. К тому же нектар некоторых непентесов содержит наркотическое вещество, одурманивающее жертву.

В семейство саррацениевых (Sarraceniaceae) входят три рода: саррацения, гелиамфора и дарлингтония. Собственно род саррацения (Sarracenia) насчитывает 10 видов, которые живут на восточном побережье США и части Канады, предпочитая заболоченные леса и сфагновые болота.

Саррацения пурпурная прижилась в Европе и растет теперь на болотах Ирландии. Ловчие листья-кувшинчики саррацений некоторые авторы называют «асцидиями». Они длинные, вытянутые, напоминающие вытянутые узкие кубки, вход в которые либо частично прикрыт уплощенной крышечкой, либо приподнят вертикально в виде «паруса». Диаметр кувшинов — от 5 до 8 см, а максимальная длина — до 1 м. Окраска однотонная или пестрая, с контрастными жилками, создающими эффектный рисунок, напоминающий разветвление кровеносных сосудов. Интенсивность окраски под воздействием прямого солнца увеличивается. Асцидии всех саррацений снабжены нектароносными железками и железистыми волосками. Процесс охоты не сопровождается движениями растения — упавшие в полость кувшинчика насекомые просто тонут в смертоносной жидкости. Некоторые виды семейства содержат алкалоид сарраценин, используемый в медицине.

Саррацения

Латинское название рода гелиамформа (Geliamphora) можно перевести как «болотный кувшинчик» («helos» — «болото»). Листья этих растений (длина от 10 до 30 см) действительно напоминают по форме сосудики для воды с широко раскрытыми горлышками. Края листа сведены вместе и как бы соединены хорошо заметным швом. Кончик листа превращен в крошечную «шапочку», которая закрывает вход в ловушку лишь символически. В связи с яркой окраской и нектарниками на внутренней поверхности «шапочки», она играет роль приманки для летающих поблизости насекомых. Внутри кувшинчика скапливается дождевая вода. Его внутренние стенки покрыты гладкими, направленными вниз выростами, по которым не может выбраться даже насекомое, лазающее по вертикальным поверхностям.

Гелиамформа

Дарлингтония калифорнийская: листья-ловушки и цветок

Но самое поразительное растение из этой группы — дарлингтония калифорнийская (Darlingtonia californica), произрастающая в горах штатов Калифорнии и Орегона (США). Верхушка листа этого растения весьма напоминает раздутый капюшон кобры, готовой к нападению. Именно эта ассоциация породила популярное название Cobra Plant — «растение-кобра». Сходство со змеей усиливается и благодаря раздвоенному выросту в верхней части листа, отдаленно похожему на кончик змеиного языка. Этот вырост, равно как и сам «капюшон», покрыт железками, выделяющими нектар. Окраска листьев варьирует от светло-зеленой до почти фиолетовой. Привлеченное сладким запахом насекомое забирается внутрь ловчего аппарата дарлингтонии, а затем обманывается светом, проникающим через крошечные полупрозрачные «окошечки» в стенке кувшина. Пленник стремится к свету, тщетно пытаясь выбраться, но через некоторое время выбивается из сил и падает в нижнюю часть ловушки, наполненную жидкостью. Примечательно, что в тканях ловчих листьев гелиамформы и дарлингтонии нет желез, способных выделять пищеварительные ферменты, поэтому утонувшая добыча разлагается под воздействием бактерий. Затем микроэлементы, соли и другие вещества поступают в ткани листа.

Интересен и тот факт, что саррацениевые «позаботились» о сохранности насекомых-опылителей, обеспечивающих продолжение рода этих растений. У большинства видов одиночные красные, красно-коричневые или желтые цветки раскрываются первыми, пока кувшины на листьях еще не развиты и не могут служить охотничьим приспособлением. У других крупные цветки появляются на концах высоких цветоносов, которые приподнимаются над ловчими листьями. Цветки пятичленные и у некоторых саррацений по величине напоминают апельсин. Лепестки с хорошо заметными прожилками, а вершина пестика, напоминающая по форме купол зонтика, расширена и прикрывает тычинки.

Уникальные растения-хищники в последнее время все шире распространены среди любителей декоративной флоры. Но в дикой природе большинство этих чудесных созданий стали очень редкими, поэтому находятся под защитой Конвенции по международной торговле исчезающими видами.

Данный текст является ознакомительным фрагментом.