Хищные растения – чудо природы

Хищные растения – чудо природы. Впервые они были открыты в 18 веке. По мнению ученых такое «поведение» вызвано необходимостью выживания в условиях недостатка питательных веществ в почве. Растения удивительно приспособились к жизни в таких местах: они стали хищниками! И ловят не только насекомых, но и мелких животных.

Всякому существу необходимы для жизни азот и фосфор. Животные получают их с пищей, растения — из почвы. Если же почва нужными элементами бедна, растениям приходится «придумать», как выжить, - ловить животных и всасывать растворенные питательные вещества из переваренной добычи. Хищничество возникало в ходе эволюции покрытосеменных неоднократно и независимо, и ловушки у растений разные. Основных принципов охоты, однако, два: активная поимка и пассивная ловушка.

Хлопок

Один из самых известных и самых быстрых охотников — венерина мухоловка Dionaea muscipula. Это небольшое растение имеет 5–7 ловчих листьев, верхняя часть которых представляет собой ловушку из двух половинок, соединенных жилками. Распахнутая ловушка привлекает насекомых своей яркой подкладкой, но в центре каждой дольки находятся чувствительные волоски — механосенсоры, вырабатывающие электрический сигнал.

Если задеть их дважды с интервалом 0,75–20 с, жидкость в тканях приходит в движение, приливает в клетки наружной стенки, из внутренних клеток откачивается и через 100 мс ловушка захлопывается. Такая скорость поразила еще Дарвина, который назвал это растение одним из удивительнейших в мире.

БРОСОК

Жирянка относится к группе плотоядных растений, которые используют липкие, железистые листья для того, чтобы заманить и переварит насекомых.

Питательные вещества, получаемые от насекомых, дополняют почву, бедную минеральными веществами. Существует приблизительно 80 видов этих растений в Северной и Южной Америке, Европе и Азии. Листья жирянки сочные и обычно имеют ярко-зеленый или розовый цвет.

Австралийская росянка образует на земле розетку листьев около 4 см в диаметре.

Каждый лист-ловушка имеет форму ложки и покрыт многочисленными клейкими волосками, а еще у него есть 12–18 волосков, выдающихся за края розетки. В естественных условиях растение ловит преимущественно пеших членистоногих.

ВСАСЫВАНИЕ

Как ни быстры росянка с мухоловкой, есть хищное растение, которое действует молниеносно: глаз не успевает заметить, куда девается добыча.

Род пузырчаток Utricularia насчитывает около 240 видов, распространенных по всему миру, преимущественно в Южной Америке и Австралии. Они растут на берегах водоемов во влажной почве, на влажных скалах и стволах деревьев, плавают в воде. Настоящих корней у них нет, только корневидные выросты (ризоиды), которые удерживают растение на месте. Жертвами становится все, что может поместиться внутри; случается, что голова слишком крупной добычи торчит наружу. Диаметр ловушек варьирует от 0,5 до 6 мм в зависимости от вида.

В 2011 г. исследователи из Франции и Германии признали пузырчатку самым быстрым хищным растением в мире. Поначалу пузырчатки выкачивают воду из ловчих пузырьков. Каждый снабжен отверстием, закрытым полукруглым клапаном, открывающимся внутрь. «Пузырёк „сдувается“, в его стенках накапливается энергия упругости, такая же, как в натянутой тетиве лука. Кроме того, на растении образуется впадина, как на пипетке со сжатым резиновым наконечником». Когда добыча приближается к ловушке и дотрагивается до чувствительных волосков на клапане, энергия высвобождается. Происходит потеря устойчивости, «дверца» резко открывается, и жертва вместе с потоком воды, вызванным перепадом давления, устремляется в пузырёк. Жертва втягивается в ловушку меньше чем за миллисекунду. Так же быстро клапан закрывается, и добыча уже не может сбежать из ловчего пузырька хищного растения. Затем ловушка заполняется водой, ее стенки расслабляются, и люк примерно за 2,5 мс возвращается в исходное положение. Добыча задыхается в пузырьке, и растению остаётся лишь ее переварить.

УДАР

Как быстро, оказывается, можно двигаться, не имея ни мышц, ни нервов, ни шарниров. Более того, можно даже не тратить энергию на перекачку воды и деформацию листьев. Хищное азиатское растение Nepenthes gracilis стряхивает насекомых в ловушку, используя удары дождевых капель.

Известно около 120 видов непентесов. Непентесы – это лианоподобные кустарники. Они заманивают добычу в висячие ловушки — кувшинчики, выделяющие нектар. В сухую погоду кувшинчик безопасен, и насекомые охотно залезают внутрь полакомиться нектаром. Но после дождя перистом покрывается тонкой водяной пленкой, стабильной и очень скользкой. Опасность представляют и внутренние стенки кувшинчика, выстланные тонким слоем воска, который мешает удержаться на растении. Кроме того, эти пластинки легко ломаются и забивают липучие подушечки насекомых, уменьшая сцепление. А на дне кувшинчика — вязкая жидкость с пищеварительными ферментами.

Немецкая исследовательница насекомоядных растений Ульрике Бауэр и ее коллеги обратили как-то внимание на муравья, который скользил и падал на стенках, а по крышечке шел спокойно. Их интерес возрос, когда спрятавшийся под крышечкой от дождя жук сорвался и полетел вниз после того, как по нему ударила капля. Муравьи в дождливую погоду тоже падают чаще.

Непентесы являются самыми крупными из всех известных хищных растений. Они имеют до 140 видов, отличающихся своими размерами и формами. Самый большой вид – это непентес Раджа (лат. Nepenthes rajah). эндемик области Сабах в Восточной Малайзии. Это карабкающаяся лиана длиной в среднем около 3 метров и толщиной 30 мм. Ее гигантская ловушка представляет собой емкость, снабженную «крышкой». Такой кувшин диаметром 20 см и высотой до 41 см способен удерживать 3,5 литра воды и свыше 2,5 литров пищеварительной жидкости.

Благодаря крупным размерам ловушек, в рацион непентеса раджи могут входить:

• насекомые;
• мыши;
• крысы;
• жабы;
• ящерицы;
• небольшие птицы.

Справедливости ради стоит отметить, что справиться плотоядный представитель флоры сможет только с больной и слабой особью – таким образом, и пресмыкающиеся, и млекопитающие основным рационом Nepenthes rajah не являются. Однако в отличие от своих более удачливых сородичей, огромный непентес Раджа произрастает в местности, где насекомых не так много и ими одними сыт не будешь! В результате растению пришлось перестроить свои пищевые приоритеты.

Растение выработало уникальную пищевую цепочку: его крупная чаша, наполненная питательным нектаром, привлекает небольших животных – в первую очередь местных эндемиков Tupaia montana.

Эти зверьки из семейства тупйевых (лат. Tupaiidae) живут преимущественно на деревьях и питаются насекомыми и плодами растений. Слизав нектар с листков кувшиночника, горная тупайя здесь же справляет нужду, удобряя цветок, и фекалии животного под действием пищеварительных ферментов растения превращаются в новую порцию нектара, привлекающую новых животных.

Для того, чтобы цикл производства не прекращался, непентес Раджа превратил кувшинку в природный аналог унитаза: растение уплотнило стенки своей чаши таким образом, что зверь сидит на ней удобно, не падает и не ломает цветок. А форма воронки, которую приняла чаша растения, позволяет помету животных попадать точно по назначению. Помимо фекалий, богатых азотом и фосфором, в состав нектара входят вещества из опавших листьев.

Ученые обратили внимание на то, что выработка сока занимает непентеса определенное время. Чтобы голодные звери не приходили зря, растение «сигнализирует» им о готовности, меняя расцветку чаши на более яркую. Все это говорит о том, что схема возникла давно, и это сотрудничество – беспроигрышное. Животные получают легкодоступную пищу, «отплачивая» за нее тем, что им ничего не стоит.

Аналогичная связь была обнаружена у некоторых других видов кувшиночника, Nepenthes lowii и Nepenthes hemsleyana. Последний из них приучился жить в симбиозе с летучими мышами – те могут использовать его чашу как дневное убежище, а взамен растение питается мышиным помётом. А Nepenthes lowii растет в другой части области Сабах, и настолько приспособился к выделению сока, что полностью утратил способность к охоте на насекомых: ему теперь хватает продуктов жизнедеятельности мышей, птиц и других мелких представителей фауны.

Канадские биологи, изучая болота Северной Америки, обнаружили, что саррацения, давно известная как растение-хищник, потребляющее не только мелких насекомых, но и способна расщеплять и переваривать мясо животных.

Во время исследований на территории одного из крупных парков Канады в районе Онтарио канадские учёные выяснили, что коварное растение отлично справляется с небольшими саламандрами, размером с указательный палец. Растение заманивает их, а затем смыкает листья. Содержащаяся в кувшинках жидкость позволяет переваривать попавших в ловушку саламандр.

Ученые нашли позвоночных в каждой пятой кувшинке. В некоторых растениях находилось сразу несколько саламандр.

Попав в ловушку, амфибии не погибали сразу, а жили в течение трех-девятнадцати дней, не имея возможности выбраться. Оказавшись внутри листьев плотоядных растений, тельце саламандры при воздействии на него особых пищеварительных ферментов и других организмов, находящихся в воде, удерживаемой внутри листа, начинало расщепляться. Кроме того, на cаламандр влияли и другие факторы – голод, жажда, высокая температура, инфекции.

Биологи считают, что ежегодно хищные растения могут поглощать таким образом до 5% молодых саламандр, обитающих в той же болотистой местности. По мнению экспертов, как и в случае насекомоядных, стать плотоядными растения вынудила среда, – после смерти позвоночные дают растениям необходимые им питательные вещества, особенно азот, которого практически нет в болотистой почве.

Статья написана по материалам сайтов: https://pressa.tv/interesnoe/ https://nat-geo.ru/nature/ https://www.infoniac.ru/ https://elementy.ru/nauchno-populyarnaya_biblioteka/