Растения-хищники. Правда или миф

Марина Куликова, кандидат биологических наук. Фото Марины Мерзликиной; Flickr.com
растения-хищники

Непентес

Многим известен сюжет фантастического рассказа Герберта Уэллса «Цветение странной орхидеи», который вдохновлен историями некоторых путешественников о страшных растениях-людоедах, якобы произрастающих в тропических странах. В действительности подобные растения не были найдены. Известные нам растения-хищники довольствуются куда более скромной добычей и опасности для человека не представляют.

Что, где, когда

В русскоязычной литературе, как правило, встречается термин «насекомоядные растения», что не совсем корректно, так как растения поедают также мелких животных, например, лягушек, змей, птиц. Название «растения-хищники» тоже не отражает сути, потому что эти представители флоры не занимаются активной охотой. В англоязычной литературе можно встретить термин «плотоядные растения», но он тоже далек от сути: к плоти нельзя отнести, например, пыльцу растений.

Насекомоядной флорой ученые активно занимаются уже более 200 лет, но вопросов пока больше, чем ответов.

Чарлз Дарвин стал первым ученым, уделившим серьезное внимание этой группе растений и посвятившим им целый том научных трудов.

Сейчас известно более 500 видов растений-хищников. Обычно они произрастают во влажном климате – тропических дождевых лесах, заболоченных местностях.  Поскольку здесь мало важных для них веществ, таких как азот, фосфор, соли натрия, магния, кальция, эти растения и добывают недостающие им элементы из животных. Но процесс фотосинтеза (создание органических веществ на свету из углекислого газа и воды) для них характерен, как и для обычных растений.

Ископаемые остатки (обычно пыльца) «хищников» указывают на их возможное происхождение в раннемеловом периоде. Насекомоядность возникла предположительно как защитное приспособление от поедания. И в дальнейшем получила свое развитие как форма питания.

Растения-хищники. Врага надо знать в лицо

  • Зубастая мухоловка

Венерина мухоловка (Dionaea muscipula) относится к семейству росянковые. Растет в нескольких штатах Северной Америки, на побережье Атлантики. Предпочитает сфагновые болота, сырые заболоченные луга, песчаные почвы с высоким стоянием грунтовых вод.

растения-хищники

Венерина мухоловка

У мухоловки на коротком стебле развивается розетка листьев, из центра которой вырастает длинный цветонос с несколькими белыми цветками. Черешок листа широкий и плоский, а пластинка разделена на две округлые створки, расположенные под углом друг к другу и снабженные по краям длинными крепкими зубцами. Это типичный пример захлопывающейся ловушки. Каждая створка листа мухоловки снабжена тремя чувствительными волосками: при касании насекомым двух из них из основания растения поступает достаточно мощный электрический импульс, приводящий ловушку в действие. Подобные процессы мы наблюдаем при передаче возбуждения в нервно-мышечном аппарате животных. Этот механизм позволяет избегать случайного срабатывания, например, от капли дождя. Растение реагирует, если на него попадает волосок весом всего 0,0008222 мг!

Ловушка захлопывается в пределах одной пятой доли секунды. Заходящие друг за друга зубцы закрываются неплотно – маленькое насекомое может выбраться наружу, и ловушка открывается вновь. Растение не расходует ценную пищеварительную жидкость на мелкую, не очень питательную добычу. Но если попадается крупная «дичь» (размером более 3–4 мм), ловушка медленно смыкает створки в течение нескольких часов, пока не раздавит свою жертву.

растения-хищники

Венерина мухоловка

Верхняя поверхность листа густо покрыта крошечными железками красноватого цвета. При наличии жертвы они выделяют жидкость, содержащую муравьиную кислоту и ферменты. Стенки клеток листа при этом не повреждаются, они защищены слоем воскоподобных веществ, как желудок человека – слоем слизи. Затем через них происходит всасывание растворенных питательных веществ.

В закрытом состоянии ловушка пребывает около двух суток. После второй-третьей «охоты» лист мухоловки отмирает. Старые листья постоянно заменяются новыми.

  • Мертвая хватка росянки

Род Росянка (Drosera) один из самых больших по количеству и разнообразию жизненных форм. Известно более 90 видов его представителей, распространенных по всему земному шару.

растения-хищники

Росянка круглолистная

Во влажной местности, чаще всего на сфагновых болотах умеренного пояса, растут неприметные росянки круглолистные (Drosera rotundifolia). Их маленькие круглые листочки, размером не более копеечной монеты, прижаты к земле и собраны в розетку. Летом росянка цветет крошечными белыми цветочками на длинном цветоносе. Капельки жидкости на волосках ее листьев раньше принимали за росу, отсюда и название растения. Но оказалось, что это клейкая и едкая жидкость, привлекающая насекомых.

растения-хищники

Росянка кргулолистная

Лист росянки представляет собой липучую ловушку. Он покрыт булавовидными щупальцами, которые состоят из железистой головки и ножки – проводящей системы. Севшее на лист насекомое приклеивается к нему. Пытаясь вырваться, жертва приводит клетки в состояние «возбуждения». Сигнал по внутреннему жидкому содержимому клеток передается в ножку щупальца, затем в пластинку листа и наконец в соседние щупальца. Соседние волоски наклоняются в сторону источника движения, и в результате добыча оказывается еще более прочно схваченной.

растения-хищники

Росянка круглолистная с жертвой

Реакция щупалец листа повышается в тех случаях, когда за механическим следует химическое раздражение, вызываемое веществами, исходящими от тела насекомого. В ответ на раздражение лист медленно сворачивается «в кулачок». Затем следует выделение кислоты и ферментов. Росянка переваривает насекомое внутри свернутого листа в течение нескольких дней. А после этого вновь лист распрямляется, щупальцы разгибаются. Поверхность железок некоторое время остается сухой, и твердые непереваренные остатки насекомого сдувает ветер, а лист росянки снова покрывается «росой» и готов к охоте.

Недавно ученым удалось выделить из сока росянки вещество-алкалоид кониин, которое парализующе действует на насекомое.

На Руси росянку использовали как лечебное растение при простудных заболеваниях. Листьями росянки до сих пор створаживают молоко – они содержат гидролитические ферменты, а в слизи – симбиотические микроорганизмы.

растения-хищники

Росянка-круглолистная

Соком росянки лечили сердечные болезни, атеросклероз, чахотку, астму, хронический бронхит, сводили бородавки и мозоли.

  • Смертоносный нектар саррацении

Вдоль Атлантического побережья Северной Америки и Канады, на торфяниках и в заболоченных лесах обитают саррацении (Sarracenia), относящиеся к одноименному семейству. Саррацения привлекает внимание насекомых длинными трубковидными ловушками, которые представляют собой видоизмененные листья, отрастающие от подземного корневища. Изумрудные, покрытые густой нарядной сеткой малиновых жилок, истекающие сладким соком, они напоминают сказочные цветки.

растения-хищники

Саррацения

Кувшинчики у разных видов высотой от 10 до 80 см. Каждый ловчий лист несет крыловидную оторочку, верхняя часть которой имеет вид крышки. Эти зонтики, возникающие в результате расширения срединной жилки, защищают полость кувшинчика от дождя. Иногда листья-трубки полулежат на поверхности земли, напоминая приподнимающуюся кобру.

Вся оторочка усеяна многочисленными нектароносными железками, которые образуют медовую дорожку, уводящую ползущее насекомое с земли все выше к краю кувшинчика. Жесткие, длинные волоски направлены внутрь кувшина. Они не дают насекомым выбраться обратно. Отягощенное сладкой пищей, насекомое скользит вглубь по гладкой, покрытой воском поверхности кувшина, падая на дно.

растения-хищники

Саррацения с жертвой

Существует две теории переваривания жертвы. По одной из них клетки стенок кувшинчика выделяют пищеварительные, антисептические вещества и являются одновременно всасывающей поверхностью. По другим данным, на дне кувшинов саррацений постоянно живут бактерии, выделяющие пищеварительные ферменты, которые служат растению для переваривания насекомых.

растения-хищники

Саррацения

В мае–июне из центра розетки саррацении появляются одиночные красные, или красно-фиолетовые, или желтые цветки с приятным ароматом на длинных цветоножках. По форме они напоминают цветки нарцисса выпуклой трубкой, закрытой спереди. В настоящее время выведено много красивых форм саррацений, отличающихся формой, размерами и окраской листьев.

Токсичный экстракт саррацений начали использовать еще индейцы. Современные исследования доказали ее слабительное, тонизирующее действие и способность лечить болезни почек, мочевого пузыря и желудка (например, диспепсии) и лейкемию.

  • Прожорливые «желудки» непентеса

Непентес (Nepenthes) – один из самых больших родов насекомоядных растений семейства аристолохиевые. В природе непентесы произрастают в тропических лесах от Мадагаскара до Австралии; могут встречаться в горах на высоте до 2000 м, на краю леса, в зоне морского прибоя.

Эта кустовидная лиана чаще всего ведет эпифитный образ жизни. Стебли растений обвивают стволы деревьев на десятки метров в высоту, вынося свои узкие кистевидные соцветия с невзрачными цветками к свету. Листья непентесов крупные, овально-ланцетовидные с оттянутой верхушкой. Наряду с обычными развиты своеобразные кувшинчатые листья, являя собой пример видоизменения органа для выполнения узкой функциональной задачи.

растения-хищники

Непентес

Взрослый лист непентеса состоит из трех частей: широкая зеленая пластинка служит для фотосинтеза; средняя нитевидная часть наделена контактной чувствительностью и является органом, с помощью которого растение лазит, обвивая листья деревьев; верхушечная часть превращена в кувшинчик с крышечкой и приспособлена для ловли насекомых. Урны у различных видов непентеса отличаются по размерам: от 2 до 50 см в длину. Кувшинчики окрашены в яркие цвета: красные, молочно-белые, расцвечены пятнистым рисунком.

растения-хищники

Непентес

Зонтик многих видов по краям снабжен острыми и длинными волосками, направленными во все стороны и преграждающими путь в кувшинчик непрошеным гостям – птицам, мелким зверькам. На внешней поверхности кувшинчика имеется зазубренная оторочка. На нижней стороне зонтика, не пропускающего дождь, и на внутренней поверхности воротничка располагаются железки, выделяющие нектар. Насекомое, привлеченное его запахом, забирается глубже под крышечку.

Внутренняя поверхность стенок кувшинчика покрыта двухслойным восковым налетом: нижний слой состоит из тонкой сеточки выступов, а верхний – из налегающих друг на друга мельчайших чешуек, которые прилипают к лапкам насекомого и, отрываясь от нижнего слоя, заставляют жертву как на коньках скользить вниз. 

Добыча не вылетает из ловушки: дурманящее вещество, содержащееся в нектаре, усыпляет, а нависающая крышечка дезориентирует насекомое. Хаотичные движения жертвы активизируют железы внутри сосуда, выделяющие муравьиную кислоту и пищеварительные ферменты.

Энергия переваривания белковых веществ у непентесов более высокая, чем у других насекомоядных растений: процесс занимает всего 5–8 часов. За это время от насекомого остается только хитиновый скелет, но и он в скором времени будет переварен.

Крупный кувшинчик напоминает желудок животного: количество жидкости в нем доходит до 1–2 л, а насекомых, находящихся в нем, может быть более нескольких сотен. Размеры ловушки-кувшинчика непентеса позволяет ему ловить крыс и мелких птиц. В процессе разложения насекомых и развития в кувшинчике бактерий появляется специфический запах гнили, привлекающий к растению новых жертв. Каждый кувшинчик живет около года.

Непентес используется малайцами несколькими способами. Истолченные корни принимают при желудочной боли и дизентерии, которая является общей проблемой для Малайзии. Лечебный эффект объясняется присутствием в ткани нафтохинонов. Соки стебля применяются для лечения лихорадки. Все растение используется как рвотное.

  • Хитрые ловушки жирянки

Жирянки (Pinguicula) произрастают на торфяных болотах, в сырых местах во многих регионах земного шара. Их округлые листья собраны в крупную розетку, имеют глянцевую поверхность за счет покрывающего их «жира» — к нему и приклеиваются насекомые.

Жирянка

Верхняя поверхность листьев густо покрыта железками двух типов: на длинных и коротких ножках. У первых головки покрыты липкими выделениями и служат для ловли насекомых; вторые выделяют пищеварительный сок.

растения-хищники

Жирянка плосколистная

Попавшие в ловушку насекомые вызывают механическое раздражение железок, которое передается по тканям листовой пластинки, и ее края загибаются вверх. При этом обильно выделяется пищеварительный сок, который помимо пищеварительных ферментов содержит антисептические вещества. Последние препятствуют размножению бактерий.

растения-хищники

Жирянка обыкновенная

Поглощение питательных веществ происходит через многочисленные тончайшие поры. Листья остаются свернутыми не более 48 часов.

Летние листья, на которых расположено большое количество чувствительных волосков с капельками жидкости, к осени отмирают. Вместо них отрастают зимние листья, которые вдвое меньше летних и лишены липкой субстанции.

растения-хищники

Жирянка моранская готовится к зиме

Жирянка крупноцветная (Pinguicula grandiflora) произрастает в Ирландии. Летом из середины розетки вырастает длинный цветонос с крупными светло-фиолетовыми цветками, похожими на изящную бабочку.

растения-хищники

Жирянка крупноцветная

__________________________________________________________________

Рекомендуем почитать:

Самолечение. Как деревья справляются с болезнями

болезни дереваКаждое растение может противостоять болезням при помощи заложенных в нем защитных механизмов, которые в момент повреждения или заражения вырабатывают специальные химические вещества.

 

 

 

Аллелопатия. Как растения влияют друг на друга

Влияние на грушу и яблоню других пород: красные стрелки — положительное, серые — отрицательное

Несмотря на то, что растения лишены подвижности, природа наделила их множеством приспособлений, помогающих выжить в условиях жестокой внутри и межвидовой борьбы.

Оставить комментарий