Насекомоядный цветок. Плотоядные хищные растения
Растения хищники не так давно привлекли внимание в качестве зеленых домашних питомцев. Но в последние пару десятков лет, мода на хищные растения в домашних условиях набирает обороты: их все чаще можно встретить в квартирах, домах или офисах.
Плотоядные растения, как и хищные животные, привлекают людей исходящей от них опасностью, а экзотический внешний вид с необыкновенными ловушками, подогревает интерес к этим представителям флористического царства.
Порой, насекомоядные растения, держат для престижа, или чтобы подчеркнуть статус, даже не заботясь об их состоянии. В подобных случаях, растение, как правило, гибнет, поскольку, растения хищники в домашних условиях нуждаются особом уходе и кормлении.
На кого охотятся зеленые хищники
Понятие “насекомоядные”, по отношению к хищным растениям применяемое в обиходе, является не точным, подобных представителей растительного царства правильно называть “плотоядными” или “хищными”.
Насекомые, в силу своего повсеместного распространения, действительно, являются основной пищей для наземных растений-хищников. Кроме насекомых, добычей могут оказаться паукообразные, черви, брюхоногие моллюски, мелкие амфибии или млекопитающие.
Водные растения-хищники охотятся на мальков рыб, ракообразных, личинок и других представителей пресных водоемов.
Систематика
Растения-хищники, относятся к отделу Цветковых или Покрытосеменных, классу Двудольных растений. Но не все растения-охотники, использующие подобный тип питания, являются родственниками с биологоческой точки зрения. В настоящее время, известно около двадцати семейств, представители которых, наряду с фотосинтезом используют гетеротрофное питание.
Ареал и места обитания
Насекомоядные растения широко распространены по всему земному шару, произрастая на всех континентах, кроме Антарктиды. Встречаются они практически во всех экосистемах умеренной, тропической, субтропической и экваториальной климатических зонах. Могут они произрастать и в горах, поднимаясь, до зоны альпийских лугов. Водные растения-охотники обитают в пресных водоемах со стоячей или медленно текучей водой.
Наземные плотоядные растения чаще всего растут на заболоченных участках, заливных лугах, или болотах. В местностях, с обедненными почвами, или субстратами, из которых минеральные компоненты быстро вымываются, не позволяя растениям поглощать азот и фосфор.
Примечание: единственный вид насекомоядных растений, обитающий в полупустынных районах Южной Европы и Северной Африки – росолист лузитанский.
Особенности морфологии и эволюционные приспособления
Жизненная форма большинства насекомоядных растений – травянистые многолетники, лишь несколько видов из них кустарники, например, австралийские кустарники рода Библис (Byblis). А представители рода Непентес(Nepenthes) – тропические лианы. Корневая система развита слабо, а у водных представителей растений-хищников, она полностью редуцирована.
Примечание: если водному хищнику пузырчатке, в аквариуме создать благоприятные условия, то она разовьет коневую систему и частично или полностью откажется от гетеротрофного типа питания (то есть утратит способность охотиться).
Ловчие приспособления для охоты – ловушки, кувшинчики, волоски, «клешни» – видоизмененные листья. У некоторых видов (непентес, саррацения) ловчие листья полностью, или частично, утратили зеленый цвет, приобретя яркую окраску. У генлисеи ловчие листья могут находиться под землей, погружаясь, иногда на глубину 15-20 см. Цветом и формой скрученные листья-ловушки напоминают корневище или луковицу. Эти же листья выполняют функцию корней: удерживают генлисею на поверхности субстрата и обеспечивают растение минеральными веществами. Зеленые листья-ловушки, помимо основной функции, еще фотосинтезируют, обеспечивая растению автотрофное питание.
В ходе эволюции, у растений выработались различные методы привлечения жертвы:
- яркая окраска;
- запах (иногда он не приятен для человека, но привлекает насекомых, питающихся падалью);
- сладкий сок (содержащий в своем составе глюкозу).
Плотоядные растения можно разделить на активных и пассивных хищников. У первых, ловушки закрываются (венерина мухоловка, альдрованда, пузырчатка, генлисея). У вторых, ловушки статичны – непентес, жирянка, саррацения, дарлингтония.
Переваривание белковой пищи происходит благодаря органическими кислотам и пищеварительным ферментам (пепсин), которые вырабатывают растительные клетки. После наружного расщепления белков, аминокислоты и минеральные элементы всасываются растением.
Примечание: сенсорные волоски на листьях растений, настолько развиты, что могут отличать живое от не живого. Росянка и венерина мухоловка не реагируют, если на листья ловушки- попадает капля воды, или частичка коры.
Все хищные растения относятся к Покрытосеменным, и соответственно, могут цвести. У большинства этих растений цветы мелкие, белые или светло розовые. Но есть и представители с яркими цветами: генлисея (синие и пурпурные), библис (фиолетовые, сиреневые, голубые, белые).
Условия выращивания
Из более, чем 600 видов насекомоядных растений, лишь пара десятков культивируются, как хищные домашние растения. Наиболее популярными являются виды:
- непентес (некоторые виды);
- росянка (круглолистная, королевская, английская);
- жирянка;
- саррацения пурпурная и сорта, на основе этого вида;
- венерина мухоловка;
- гелиамфора;
- пузырчатка (водное или околоводное растение, может укореняться);
- альдрованда (водное, свободно плавающее растение).
Освещение
Все насекомоядные растения нуждаются в хорошем освещении, большинству из них не страшны даже прямые солнечные лучи. При недостатке освещения, растения, листья которых имеют красную, оранжевую, бордовую, малиновую окраску становятся зелеными, теряя свою декоративность и яркость. Это же касается морфологически измененных листьев, предназначенных для охоты: воронок, кувшинчиков, ловушек.
В особенности чувствительны к нехватке освещения тропические представители растений-охотников – непентес, дарлингтония.
В зимний период тропические растеня нуждаются в дополнительном освещении.
Температура
Температурный режим, необходимый растениям зависит от вида и от температуры в природных местах обитания. Представители флоры из умеренной климатической зоны – росянки, жирянки, венерина мухоловка, саррацения – хорошо чувствуют себя при температуре 18-22 градуса. В тоже время они ничуть не страдают при снижении температуры до 10-12. И даже могут перенести неблагоприятные условия, когда столбик термометра опускается ниже 0.
Примечание: росянку, жирянку и морозостойкие сорта саррацении можно выращивать в открытом грунте, близи искусственных водоемов.
Типичный представитель тропических растений-охотников – непентес, нуждается в высокой температуре – от 22 и выше.
Субстрат
Почва для хищных комнатных растений должна быть аналогичной составу природного грунта. Субстрат должен быть кислый, с рН 5,0-6,2, и не содержать много органических и минеральных компонентов. Как вариант можно использовать смесь сфагнового торфа с песком (3:1, или 2:1). Торф можно заменить кокосовым волокном, а песок – перлитом.
Влажность и полив
Поливать плотоядные растения нужно мягкой теплой водой (19-22 градуса). В летнее время частота полива 2-3 раза в неделю, в зимнее время, или при снижении температуры полив уменьшают до 1-2 раз в неделю.
Самая большая проблема при выращивании насекомоядных растений в домашних условиях – обеспечение необходимой влажности воздуха. Для их нормального роста и жизнедеятельности влажность воздуха должна превышать 60 %. В идеале, для топических видов, таких как непентес, венерина мухоловка, дарлингтония влажность должна быть 80-85 %. В противном случае растение со временем потеряет свою изюминку: концы листьев, на которых располагаются кувшинчики и ловушки постепенно засохнут, а на новых листьях образовываться не будут.
Для поддержания необходимой влажности воздуха не достаточно регулярно обрызгивать растение. Можно использовать поддон, в который насыпать керамзит или гальку и налить воды, так, чтобы она не касалась дна емкости с цветком. Идеальный вариант – выращивать хищные растения в террариумах или зимних садах. Специальные увлажнители воздуха, созданные для создания микроклимата в местах, где расположены комнатные растения – еще один удачный вариант решить проблему влажности воздуха.
Кормление и удобрение
Зеленые хищники в комнатном цветоводстве, как и природе, должны получать дополнительное питание.
Удобряют плотоядные растения не чаще 2 раз в месяц (в период активной вегетации), в период покоя удобрение прекращают. В качестве удобрений можно использовать стандартные жидкие минеральные компоненты, разбавлять которые нужно в 5-6 раз сильнее, чем для обычных растений.
Подкармливают хищников, как и полается, белковой пищей. Для этой цели подойдут обыкновенные мухи, слепни, тараканы, небольшие слизни, пауки. При кормлении активных хищников, таких как, венерина мухоловка, нужно взять насекомое пинцетом, осторожно поднести к раскрытой ловушке и отпустить. Как только насекомое коснется чувствительных волосков на поверхности листа, ловушка сразу захлопнется.
Кормление пассивных хищников не столь увлекательно: насекомое просто опускают в кувшинчик.
Большинство растений получают пищу из грунта на котором растут. Но что делать растениям, растущим на территории с недостаточным количеством веществ, необходимых для их существования?
Эволюция решила эту проблему и перед нами предстали удивительнейшие создания.
Растения-охотники, которые стали уникальным звеном в пищевой цепи. Эти растения превратили свои стебельки и листочки в смертоносные ловушки, в которых можно встретить различную добычу, от планктонных ракообразных до лягушек, мышей и других мелких животных, научились растворять и усваивать свои жертвы, а главное разработали уникальные способы заманивания дичи.
Охотничьими угодьями «зелёных хищников» являются, обычно, в местах с недостатком азота и минеральных солей в почве, а животная пища служит прекрасным источником и того, и другого. Растения-мясоеды могут питаться и как их обычные неплотоядные собратья, но это негативно сказывается на их состоянии, делая их вялыми и сокращая жизненный период.
Все плотоядные растения обладают разнообразными приспособлениями и манерой охоты. Это и яркоокрашенные листочки, сворачивающиеся, складывающиеся или захлопывающиеся, при прикосновении к ним, это и разные чаши и кувшинчики с манящим сладким нектаров на дне, это и липкие реснички растущие на поверхности листьев, источающие запах, который привлекает целевую аудиторию (насекомых).
Ну, а после удачной охоты, дичь переваривается неким «желудочным соком», который вырабатывают специальные железы растения или просто пойманное существо умирает, гниёт, а растения впитывает продукты разложения. Да уж, вот такие специфические гурманы.
Во время некоторых наблюдений учёных за такой культурой как ананас, была выдвинута теория, что ананас частично плотоядное растение. Дело в том, что в основании листьев этого представителя семейства Бромелиевые собирается дождевая вода, а в ней обитают различные водные организмы мельчайших размеров. Поглощая их останки, ананас подкармливается.
На данный момент известно более 600 видов хищных растений, которые разделяют на три группы:
- «насекомоядные», добычей которых, в основном, являются насекомые;
- «водяные» — ловля микро-ракообразных;
- группа «ем, кого поймаю» — растения обладающие достаточно крупными, для ловли мелких животных, ловушками. Это и листья-липучки, и листья-клетки и листья-кувшины.
Растения-хищники обитают, в основном, на территории Америки как Северной, так и Южной, в Африке, в Австралии, в тропическом, субтропическом и умеренном климатических поясах Азии. Отдельные виды этих растений нашли себе место и в быту у садоводов.
Представителем насекомоядных растений в Европе и странах СНГ является . Чаще всего её можно обнаружить в средней климатической полосе России, растущей на болотистой местности, в местах обделённых полезными минеральными веществами — «кислые почвы».
В летнее время, цветущую росянку можно узнать по мелким белым цветкам, растущим на длинном стебле-цветоносе. Сама же росянка, достаточно незаметная болотная насекомоядная трава с лежащими на земле листьями, усеянными волосками. Жидкость, выделяемая волосками, очень похожа на росу, но в действительности это смертельно опасный клей для насекомых, а так же фермент для переваривания добычи.
Жертва, привлечённая запахом «росы», садится на листочек и приклеивается к нему. Волоски прижимают несчастное создание к поверхности листа, и фермент начинает процесс растворения пищи, а сам листок, тем временем, сворачивается, лишая пленника всех шансов на спасение. Останки, которые росянка не переварила, падают на землю, листья принимают свой обычный вид, волоски покрываются бусинками «росы» и начинается новая охота.
Листья-ловушки, покрытые красными волосками-щупальцами (от 20 до 30 штук на листке), исполняют свою роль не больше пяти раз. Затем они высыхают и отпадают, заменяемые свежевыращенными.
Некоторые, особо крупные, виды росянки могут поймать даже неосторожных лягушат или мелких птиц. Науке известно примерно 130 разновидностей этого растения. А во времена Древней Руси, славянские народы использовали росянку для приготовления отваров от простуды.
В условиях схожих с условиями обитания росянки можно встретить очередного «зелёного хищника» — жирянку. На вид, жирянка представляет собой розетку крупных, сужающихся на конце листьев, покрытых блестящей клейкой жироподобной массой. В период цветения, из центра розетки вырастает стебель с фиолетовым цветком.
Принципом охоты и питания сильно напоминает росянку. Насекомые, приманенные запахом «жира», прилипают к листу, лист заворачивается во внутрь, а пищеварительные выделения расщепляют ткани добычи. Полученные минералы и аминокислоты впитываются растением, лист разворачивается и ждёт очередную порцию «гостей».
Пузырчатка — растение-хищник, средой обитания которого является стоячая вода. Пузырчатка лишена привычных для растений корней питания, из-за чего и охотится на насекомых и мелких ракообразных. Ловчие «пузырьки» находятся вместе с листьями под водой, а по поверхности плавают только её цветки.
У «пузырьков» есть некий «вход», который открывается как только рядом оказывается насекомое. Сигнал об открытии «пузыря» поступает от волосков-щупов, находящихся возле «входа». Когда насекомое зацепит волосок, «пузырь» открывается и оно втягивается внутрь вместе с водой. А на следующей стадии охоты начинается переваривание пищи.
Дарлингтония тоже любит болотистую местность, а внешне напоминает кобру готовую к броску. Название Растение Кобра дарлингтония получила из-за формы своих кувшинчиков, напоминающих капюшон кобры.
Заманивает насекомых нектарным запахом, а волоски, расположенные на стенках кувшинчика и направленные вниз, не позволяют жертве выбраться наружу.
Растение-клетка, или венерина мухоловка является единственным хищным растением, ловля насекомых у которого заметна даже невооружённым глазом. Листы у этого растения имеют вид пасти неведомого чудовища. Каждая пасть усеяна колючками-клыками, которые выполняют роль решёток в клетке и, когда листок захлопывается, добыча не может выбраться.
Растёт это «зелёное чудище» на территории Каролины, в болотистой местности и в прибрежных районах США. В период, когда добычи много, ловушки внутри окрашены в ярко-малиновый и могут достигать «огромных» размеров — 4 см, а в холодное время года — уменьшаются и тускнеют.
Ловушка захлопывается за доли секунды и открыть её невозможно. В случае, когда лист захлопнется в холостую, или поймает что-то несъедобное, он сам раскроется в течении полу-часа. Если же насекомое попалось, ловушка остаётся сомкнутой на протяжении нескольких недель, пока пища не поглотится полностью.
Средой обитания этой «природной утвари» являются тропические леса. Существует более 80 разновидностей кувшиночника. В основном растёт он как лиана, но встречаются и виды кустарников.
Свое название «кувшиночник», получил за особую форму листьев, напоминающую кувшин, что помогает ему собирать дождевую воду. «Кувшины» достаточно крупные, для того что бы в них попадались лягушки, грызуны и небольшие птицы. Но основной их добычей остаются насекомые.
На внутренней части стенок «кувшинчика» располагаются железы, вырабатывающие нектар и воск. Нектар заманивает добычу, а гладкий воск не дает выбраться и насекомое, падая в воду на дне тонет.
В семействе саррацении, все виды (а их девять) обитают на болотах.
Саррацения обладает яркими цветками и ярко зелёными листьями, испещрёнными малиновыми линиями капилляров. Листья напоминают конверты источающие сладкий сок. Попадая в такую ловушку, насекомое обречено. А сценарий с перевариванием и усваиванием всё тот же.
Европейские садоводы активно внедряют саррацению в свои коллекции и выводят всё новые виды, которые гармонично вписываются в домашние пейзажи.
Библис представляет из себя кустарник, растущий в Австралии. Ветки библиса усеяны узкими длинными листьями, на поверхности которых находятся щетинки и железы, выделяющие сильное клейкое вещество и пищеварительный фермент. В такую ловушку попадают как насекомые, так и мелкие животные и птицы.
Австралийские аборигены в древности верили, что библис, даже способен поймать и переварить человека. И иногда возле кустов находили человеческие кости. Но это не мешало им использовать листья библиса в качестве клея.
Сейчас растения-хищники можно встретить во многих цветочных магазинах. Так что, если у вас есть желание украсить свой дом и обезопасить его от надоедливых насекомых, растения могут вам в этом помочь.
Всем известно, что растения питаются веществами, изъятыми из почвы (или других растений), им нужны вода, свет и - большинству из них - тепло. Многие знают и про цветок, который ест мух, и почему-то в основной массе боятся его, считая чуть ли не монстром. А между тем растения-хищники - просто живые организмы, поставленные природой в такие условия, что им пришлось выживать нестандартным образом. Скорее, они заслуживают уважения за свое жизнелюбие и настойчивость в эволюции. Строго говоря, цветы, которые едят мух, стоят на одной планке, например, с тиграми, которые тоже отнюдь не вегетарианцы. Да к тому же большинство из растительных хищников отличаются удивительной красотой.
Почему появились растения-хищники?
Чтобы стать пришлось немало потрудиться и отрастить в ходе эволюции дополнительные органы и железы для выработки нужных ферментов. Без такого набора ни одно растение не смогло бы поймать, удержать и переварить насекомое. На поддержание работоспособности этой сложной системы цветок, который ест мух, тратит огромное количество сил. Ученые считают, что плотоядность становится оправданной только в том случае, когда растение живет в совершенно определенных условиях, ведь некоторые насекомоядные цветы даже утратили способность к фотосинтезу ради своих ловчих органов. Такими обстоятельствами являются почвы, бедные фосфором и азотом. Проще говоря - болота. Недаром все родом именно из таких местностей. Утрата «солнечных панелей» в таком случае вполне объяснима: растения не затеняются, и им хватает того света, что добывают скудные листочки.
Уязвимость растений-хищников
Жизнь, которую ведет цветок, который ест мух, и сама по себе не так проста. Насекомое, не слишком удачно и крепко схваченное, вполне в состоянии вырваться из ловушки. И даже если оно после погибнет, растительный хищник останется голоден. Плюс реалии цивилизации: в современном мире именно те качества, которые нарабатывались тысячелетиями, могут погубить цветы, которые едят мух. Смытые с полей азотные удобрения и сбросы электростанций перенасыщают азотом, который и убивает растительных хищников. Вторая угроза, от которой они не могут защититься - браконьерство. Выросший в последние годы спрос на стимулирует авантюристов разыскивать дикие венерины мухоловки и продавать их чуть ли не на обочине дороги. Те экземпляры, которые остались «на руках» продавцов, равнодушно выбрасываются. Дополнительно ко всем этим неприятностям результатом разработки земель становится исчезновение ареала обитания цветов-хищников. Так что, вполне возможно, в ближайшие полвека они останутся только в оранжереях и домашних коллекциях.
Ловчие ухватки росянки
На просторах нашей родины почти каждому известен лишь один цветок, который ест мух. Название он носит «росянка». Это удивительно красивое растение, опушенное тонкими волосками, которые заканчиваются капельками клейких выделений. Насекомые принимают их за воду; дополнительным стимулом к их приближению становится аромат росянки. Когда мошка надежно прилипнет, листок начинает медленно сворачиваться. Уже в свернутом состоянии он переваривает свою добычу.
Как охотится жирянка?
Еще один цветок, который ест мух и встречается на российских просторах, - жирянка. Не очень благозвучное название она получила за слизь, которой покрыты листики. Благодаря ей поверхность поблескивает, будто смазанная жиром. Механизм подманиваия насекомых - на запах, способ употребления аналогичен тому, как усваивает жертву росянка. Только лист не сворачивается: он весь покрыт пищеварительными железами. Так что едва комар прилипнет, он сразу же начинает усваиваться.
Венерина мухоловка (дионея)
Именно из-за своего способа охоты этот цветок, который ест мух, и является лакомой добычей для браконьера. Ни одно другое хищное растение не захлопывает ловушку, да притом так эффектно. Учитывая, что листья по краю оснащены зубчиками, выглядит охота так, будто захлопнулся капкан или щелкнули волчьи зубы. Опять же, процесс переваривания скрыт, в отличие от той же жирянки, так что нервные наблюдатели избавлены от наблюдения «мучений» насекомого и необходимости ему сочувствовать. Все эти особенности сделали мухоловку желанным питомцем для многих любителей комнатного растениеводства. Очень велико количество тех, кто хочет похвастаться, что у него на подоконнике живет цветок, который ест мух. Цена некоторых останавливает, но нельзя сказать, что она уж так чрезмерна. В среднем в специализированных магазинах за венерину мухоловку просят 600 рублей; однако маленькие экземпляры можно купить и втрое дешевле.
Кстати сказать, из растений-хищников приобрести можно не только дионею. Продаются и непентесы, и саррацении, и росянки, и другие плотоядные цветы - в том же ценовом диапазоне.
Представители фауны нашей планеты делятся на травоядных, питающихся растениями и плотоядных, которые едят мясо. Но существуют и плотоядные растения или как их ещё называют – насекомоядные.
Помимо воды в их рацион питания входят насекомымые и даже маленькие птички. Ареал обитания насекомоядных растений разнообразен. Они растут в разных климатических зонах начиная от Арктики и заканчивая тропиками на равнинах и горах. В России плотоядные растения можно увидеть в европейской части страны, на Кавказе и Дальнем Востоке.
Изучения учёных
Про насекомоядные растения узнали в 18 веке. Английский исследователь Джон Эллис изучая «Венерину Мухоловку» выдвинул гипотезу, что попавшиеся к ней насекомые служат пищей. Американский натуралист Уильям Бартрам исследуя кувшинки, в которые попадались насекомые, назвал эти растения «плотоядными». Большой вклад в изучение плотоядных растений внёс знаменитый английский исследователь Чарльз Дарвин. Он проделал большую научную работу, наблюдая за росянками. Его выводы были такими, что способность растений переваривать пищу и хватать добычу совпадают с теми же действиями, что и у животных.
Охотничьи качества растений
Все насекомоядные растения можно разделить на два вида по ловле насекомых. Одни ловят себе еду с помощью активно движущихся органов, а другие – с помощью выделения клейкой ленты, на которую жертва садится и больше не может встать. Некоторые плотоядные растения в форме кувшинок манят в свои ловушки насекомых яркими цветами и привлекательными запахами. Попав внутрь, они уже не смогут выбраться наружу.
Венерина мухоловка
Относится к семейству росянковых. Растёт на Атлантическом побережье США в бедных азотом почвах, чаще всего на болотах. Отсутствие азота объясняет хищные свойства венериной мухоловки, поскольку азот, необходимый для синтеза белка, который содержится у насекомых. Высота растения около 20 см. Своих жертв оно ловит с помощью капкана. Насекомых привлекает запах листьев венериной мухоловки. Чаще всего туда попадаются крупные муравьи, гусеницы, пауки, а также моллюски. Когда жертва задевает щетинки на листе хищного растения, механизм срабатывает. Но при первом прикосновении листья не закроются. Природой всё предусмотрено, ведь в ловушку может попасть маленький камушек или что-то другое, не входящее в питательный рацион мухоловки. После второго касания листья закрываются и жертва уже обречена. Повезти может только совсем маленьким насекомым, способным выбраться через зубья растения-убийцы. Те, кто размером побольше, начинают при закрытии листьев активно двигаться, задевая тем самым щетинки венериной мухоловки. и листья сковывают свою добычу всё сильнее. Во время этого процесса растение выделяет пищеварительный сок, ферменты которого способны переваривать белок. После переваривания жертвы листья раскрываются снова. Любопытен тот факт, что когда ловушка закрывается без добычи, пищевой сок выделяться не будет, но капкан откроется только на следующий день. Одна ловушка венериной мухоловки может переварить три или четыре жертвы, после чего она отмирает.
Почему жертвы этих растений добровольно забираются в смертоносные ловушки? Хитроумные растения делятся своими секретами.
Венерина мухоловка захлопывает ловушку, если дважды прикоснуться к её крошечным волоскам.
Голодная муха ищет, чем бы поживиться. Почуяв запах, похожий на аромат нектара, она садится на мясистый красный лист – ей кажется, что это обычный цветок. Пока муха пьет сладкую жидкость, она задевает лапкой крохотный волосок на поверхности листа, затем еще один... И тут вокруг мухи вырастают стены. Зубчатые края листа смыкаются, словно челюсти. Муха пытается вырваться, но капкан крепко-накрепко закрыт. Теперь вместо нектара лист выделяет ферменты, растворяющие внутренности насекомого, постепенно превращая их в липкую кашицу. Муху постигло величайшее унижение, какое только может выпасть на долю животного: ее убило растение.
Тропический непентес привлекает насекомых сладким ароматом, но стоит невезучим присесть на его скользкий ободок, как они тут же соскальзывают в его разверстую утробу.
Растения против животных.
Болотистая саванна, простирающаяся на 140 километров вокруг Вилмингтона (Северная Каролина, США), – единственное место на Земле, где венерина мухоловка (Dionaea muscipula) является коренным обитателем. Здесь встречаются и другие виды хищных растений – не столь знаменитые и не такие редкие, но не менее удивительные. Например, непентес (Nepenthes) с кувшинами, похожими на бокалы для шампанского, где находят свою гибель насекомые (а иногда и животные покрупнее). Или росянка (Drosera), обхватывающая жертву липкими волосками, и пузырчатка (Utricularia), подводное растение, всасывающее добычу, как пылесос.
Многие растения-хищники (а таких более 675 видов) используют пассивные ловушки. Жирянка щетинится клейкими волосками, которые удерживают насекомое, пока работает пищеварительная жидкость.
Растения, питающиеся животными, вызывают у нас необъяснимую тревогу. Наверное, дело в том, что такой порядок вещей противоречит нашим представлениям о мироздании. Знаменитый натуралист Карл Линней, создавший в XVIII веке систему классификации живой природы, которой мы пользуемся до сих пор, отказывался верить, что такое возможно. Ведь если венерина мухоловка в самом деле пожирает насекомых, она нарушает порядок природы, заведенный Богом. Линней считал, что растения ловят насекомых случайно, и, если несчастная букашка перестанет дергаться, она будет отпущена на свободу.
Австралийская росянка привлекает букашек капельками, похожими на росу, а потом обхватывает их волосками.
Чарлза Дарвина, напротив, завораживало своевольное поведение зеленых хищников. В 1860 году, вскоре после того как ученый впервые увидел одно из таких растений (это была росянка) на вересковой пустоши, он написал: «Росянка интересует меня больше, чем происхождение всех видов на свете».
Силуэты пойманных насекомых, словно фигуры театра теней, проглядывают сквозь лист филиппинского непентеса. Восковая поверхность внутренней стенки кувшина не дает насекомым выбраться на свободу, а ферменты на его дне извлекают из жертвы питательные вещества.
Дарвин потратил не один месяц на эксперименты. Он сажал мух на листья хищных растений и наблюдал, как те медленно сжимают волоски вокруг своей жертвы; он даже подбрасывал прожорливым растениям кусочки сырого мяса и яичного желтка. И выяснил: для того, чтобы вызвать реакцию растения, достаточно веса человеческого волоса.
Почуяв запах пищи, таракан заглядывает в кувшин. Насекомоядные, как и другие растения, занимаются фотосинтезом, однако большинство из них обитает на болотах и в других местах, где почва бедна питательными веществами. Азот, который они получают, питаясь своими жертвами, помогает им отлично себя чувствовать в этих сложных условиях.
«Мне представляется, что едва ли кому-то случалось наблюдать более удивительное явление в растительном царстве», – писал ученый. При этом росянки не обращали совершенно никакого внимания на капли воды, даже если те падали с большой высоты. Реагировать на ложную тревогу во время дождя, рассуждал Дарвин, было бы для растения большой ошибкой – так что это не случайность, а закономерная адаптация.
Большинство растений-хищников одних насекомых поедают, а других принуждают помогать им в размножении. Чтобы не поймать на обед потенциального опылителя, саррацении держат цветы подальше от кувшинов-ловушек - на длинных стеблях.
Впоследствии Дарвин исследовал и другие виды растений-хищников, а в 1875 году обобщил результаты своих наблюдений и экспериментов в книге «Насекомоядные растения». Особенно его восхищала необычайная быстрота и сила венериной мухоловки, которую он называл одним из самых удивительных растений на свете. Дарвин установил, что, когда лист смыкает края, он на время превращается в «желудок», выделяющий ферменты, которые растворяют добычу.
Их бутоны свисают, подобно китайским фонарикам, заманивая пчёл в сложно сконструированные пыльцевые камеры.
В ходе долгих наблюдений Чарлз Дарвин пришел к выводу: листу хищника, чтобы снова открыться, требуется более недели. Вероятно, предположил он, зубчики по краям листа сходятся не до конца, чтобы совсем мелкие насекомые могли спастись бегством, и растению, таким образом, не приходилось бы тратить энергию на малопитательную пищу.
Некоторые растения-хищники, например росянка, могут опылять себя самостоятельно, если насекомые-добровольцы так и не сыщутся.
Молниеносную реакцию венериной мухоловки – ее ловушка захлопывается за десятую долю секунды – Дарвин сравнивал с сокращением мышц животного. Однако у растений нет ни мышц, ни нервных окончаний. Как им удается реагировать точь-в-точь как животным?
Если клейкий волосок не ухватит большую муху достаточно крепко, насекомое, пусть и покалеченное, вырвется на свободу. В мире растений-хищников, говорит Уильям Маклафлин, смотритель Ботанического сада США, бывает и так, что насекомые погибают, а "охотники" остаются голодными.
Растительное электричество.
В наши дни биологи, изучающие клетки и ДНК, начинают понимать, как эти растения охотятся, едят и переваривают пищу – и главное, как они «научились» это делать. Александр Волков, специалист по физиологии растений из Оуквудского университета (Алабама, США), убежден: после долгих лет исследований ему наконец удалось раскрыть секрет венериной мухоловки. Когда насекомое задевает лапкой волосок на поверхности листа мухоловки, возникает крошечный электрический разряд. Заряд накапливается в ткани листа, однако его недостаточно, чтобы захлопывающийся механизм сработал – это страховка от ложной тревоги. Но чаще всего насекомое задевает еще волосок, добавляя к первому разряду второй, – и лист закрывается.
На южноафриканской королевской росянке, самой крупной представительнице рода, распускается цветок. Листья этого пышного растения могут достигать полуметра в длину.
Эксперименты Волкова показывают, что разряд движется вниз по заполненным жидкостью туннелям, пронизывающим лист, и это заставляет открываться поры в стенках клеток. Вода устремляется из клеток, находящихся на внутренней поверхности листа, к тем, что расположены на внешней его стороне, и лист при этом быстро меняет форму: из выпуклого становится вогнутым. Два листа схлопываются, и насекомое оказывается в западне.
Крошечное, размером с напёрсток, насекомоядное растение рода цефалотус из Западной Австралии предпочитает лакомиться ползающими насекомыми. Направляющими волосками и манящим запахом оно завлекает муравьёв в свои пищеварительные недра.
Подводная ловушка пузырчатки устроена не менее хитроумно. Она выкачивает воду из пузырьков, понижая в них давление. Когда водяная блоха или еще какое-нибудь небольшое существо, проплывая мимо, задевает волоски на внешней поверхности пузырька, его крышечка открывается, и низкое давление увлекает воду внутрь, а вместе с ней – и добычу. В одну пятисотую долю секунды крышечка снова захлопывается. Затем клетки пузырька выкачивают воду, восстанавливая в ней вакуум.
Наполненный водой северо-американский гибрид соблазняет пчёл обещанием нектара и ободком, который выглядит идеальной посадочной площадкой. Питаться мясом - не самый эффективный для растения способ обеспечить себя необходимыми веществам, но, несомненно, один из самых экстравагантных.
Многие другие виды растений-хищников напоминают клейкую ленту от мух: они хватают добычу с помощью липких волосков. Кувшиночники прибегают к иной стратегии: насекомых они ловят в длинные листья – кувшины. У самых крупных глубина кувшинов достигает трети метра, и они могут переварить даже какую-нибудь невезучую лягушку или крысу.
Смертельной ловушкой кувшин становится благодаря химическим веществам. Nepenthes rafflesiana, например, растущий в джунглях Калимантана, выделяет нектар, с одной стороны, привлекающий насекомых, а с другой – образующий скользкую пленку, на которой те не могут удержаться. Насекомые, опускающиеся на ободок кувшина, соскальзывают внутрь и попадают в вязкую пищеварительную жидкость. Они отчаянно шевелят лапками, пытаясь освободиться, но жидкость тянет их на дно.
У многих растений-хищников есть специальные желёзки, выделяющие ферменты – достаточно сильные, чтобы проникнуть сквозь твердый хитиновый панцирь насекомых и добраться до скрывающихся под ним питательных веществ. А вот пурпурная саррацения, встречающаяся на болотах и скудных песчаных почвах в Северной Америке, для переваривания пищи привлекает другие организмы.
Саррацения помогает функционировать сложной пищевой сети, в которую входят личинки москитов, мелкие мошки, простейшие и бактерии; многие из них могут жить только в этой среде. Животные измельчают добычу, падающую в кувшин, а плодами их трудов пользуются организмы помельче. В конце концов саррацения поглощает питательные вещества, выделяющиеся в процессе этого пиршества. «Благодаря животным в этой перерабатывающей цепочке все реакции ускоряются, – говорит Николас Готелли из Университета Вермонта. – Когда пищеварительный цикл окончен, растение накачивает в кувшин кислород, чтобы его обитателям было чем дышать».
Тысячи саррацений растут на болотах Гарвардского леса, принадлежащего одноименному университету, в центральном Массачусетсе. Аарон Эллисон, главный эколог леса, вместе с Готелли пытается выяснить, какие эволюционные причины побудили представителей флоры развить в себе склонность к мясной диете.
Растения-хищники явно извлекают пользу из поедания животных: чем больше мух скармливают им исследователи, тем лучше они растут. Но чем именно полезны жертвы? От них хищники получают азот, фосфор и другие питательные вещества, чтобы вырабатывать улавливающие свет ферменты. Иными словами, поедание животных позволяет растениям-хищникам заниматься тем, чем занимаются все представители флоры: расти, получая энергию от солнца.
Труд зеленых хищников нелегок. Им приходится затрачивать огромное количество энергии на создание приспособлений для ловли животных: ферментов, насосов, липких волосков и прочего. Саррацения или мухоловка не могут много фотосинтезировать, поскольку, в отличие от растений с обычными листьями, у их листьев нет солнечных панелей, способных поглощать свет в больших количествах. Эллисон и Готелли полагают, что преимущества плотоядной жизни перевешивают затраты на ее ведение только при особых условиях. Бедная почва болот, к примеру, содержит мало азота и фосфора, поэтому там у растений-хищников есть преимущество перед собратьями, которые добывают эти вещества более привычными способами. Кроме того, на болотах нет недостатка в солнце, поэтому даже неэффективные с точки зрения фотосинтеза растения-хищники улавливают достаточно света для выживания.
Природа не раз шла на такой компромисс. Сравнив ДНК хищных и «обычных» растений, ученые обнаружили, что различные группы хищников эволюционно не связаны между собой, а появлялись независимо друг от друга как минимум в шести случаях. Некоторые растения-хищники, внешне похожие, имеют лишь отдаленное родство. И тропический род Nepenthes, и североамериканский Sarracenia обладают листьями-кувшинами и для ловли добычи используют одну и ту же стратегию, однако происходят от разных предков.
Кровожадные, но беззащитные.
К сожалению, те самые свойства, которые позволяют растениям-хищникам процветать в не самых простых естественных условиях, делают их чрезвычайно чувствительными к переменам в окружающей среде. Во многие болота Северной Америки попадает избыточный азот – виной тому удобрение окрестных сельскохозяйственных площадей и выбросы электростанций. Растения-хищники настолько идеально приспособлены к низкому содержанию азота в почве, что не могут справиться с этим неожиданным «подарком». «В конце концов они просто погибают от перенапряжения», – говорит Эллисон.
От людей исходит и другая опасность. Незаконная торговля растениями-хищниками распространена настолько широко, что ботаники стараются хранить в секрете места, где встречаются некоторые редкие виды. Браконьеры тысячами вывозят венерины мухоловки из Северной Каролины и продают их с придорожных лотков. Сельскохозяйственный департамент штата с некоторых пор помечает дикорастущие экземпляры безопасной краской, невидимой при обычном освещении, но мерцающей в ультрафиолетовых лучах, чтобы инспекторы, обнаружив в продаже эти растения, могли быстро определить, откуда они – из парника или с болота.
Даже если браконьерство удастся остановить (что тоже вызывает сомнения), растения-хищники по-прежнему будут страдать от многих напастей. Среда их обитания исчезает, уступая место торговым центрам и жилым кварталам. Лесным пожарам не дают разгуляться, отчего другие растения получают возможность быстро расти и выигрывать соперничество с венериными мухоловками.
Мухи, возможно, этому и рады. Но для тех, кого восхищает поразительная изобретательность эволюции, это большая потеря.
