Многим нашим читателям хорошо известны основы пищевой цепи: из солнечного света растения получают питательные вещества, ими питаются животные, а хищники питаются другими животными. Однако не все знают, что из этого правила, как и из многих других, есть исключения: в природе существуют хищные растения. В ловушки они привлекают животных — чаще всего насекомых, хотя их жертвами могут стать ящерицы, улитки, а в некоторых случаях даже мелкие млекопитающие.
В этой статье мы представим вам хищные растения. Фото и названия их помогут оценить изысканную красоту этих экзотов.
Удивительные растения
Следует знать, что так называемые плотоядные растения можно встретить на всех континентах. Ученые-ботаники объединили эту группу многолетних травянистых растений. Зачастую они принадлежат к разным родам и семействам, но их объединяет способ удовлетворения «чувства голода».
Возможно, вы знаете, что растения обладают автотрофным обменом веществ: они преобразуют химические соединения, которые находятся в воздухе и почве, в органические вещества. Они и служат источником питания для многих живых организмов. Иначе обстоит дело с хищными растениями (фото и названия мы представим ниже): они восполняют недостаток необходимых для их развития химических соединений благодаря дополнительному питанию: насекомыми и гораздо реже мелкими животными.
Обычно эти многолетние растения растут на довольно бедных почвах, в составе которых недостаточно фосфора, азота, магния, калия, натрия. На территории России и стран бывшего Советского Союза насчитывается 18 видов, входящих в состав 4 родов хищных растений. Наверняка вас интересует, как они выглядят. Жителям северо-западных регионов России хорошо известно, как называется хищное растение, произрастающее на болотистых местностях: это два вида росянок - английская и круглолистная.
Интересно, что на Руси росянка испокон веков пользовалась доброй славой. Ей даже дали очень ласковые название — солнечная или божья роса, росичка, царевые очи. Еще до появления широко используемых сегодня антибиотиков это растение использовали народные целители для лечения заболевания органов дыхания, при головных болях и мигренях, в качестве косметического средства от бородавок.
Виды хищных растений
Насекомоядные растения — это собирательное название почти 630 видов из 19 семейств, которые ловят и переваривают небольших животных, чаще насекомых. Так они восполняют фотосинтез одной из форм питания гетеротрофного. В результате хищные растения, фото которых мы разместили в этой статье, менее зависимы от почвенного неорганического азота, который необходим для синтеза их белков.
В основном это многолетние травянистые растения. Специалисты считают, что настоящие хищные растения эволюционировали в пяти различных группах цветов. Как питаются эти необычные создания? Какое растение хищное? Какие оно имеет особенности? Постараемся ответить на эти вопросы.
Как правило, «хищники» довольно привлекательны —они ярко окрашены, обладают сильным ароматом, который привлекает насекомых. Справедливости ради следует признать, что некоторые хищные растений, фото которых можно увидеть в изданиях по цветоводству, запах имеют настолько приятный, что он нравится не только насекомым. Например, венерина мухоловка имеет сладкий аромат. Индейцы считают этот цветок символом женского начала, гармонии и любви. А вот хищное растение дарлингтония издает не самый приятный запах гнили. Это результат пищеварительной деятельности.
Со временем листья хищных растений видоизменились, превратившись в ловчие органы: кувшинки (урны), которые наполнены переваривающей жидкостью, клейкие капканы, быстро срабатывающие ловушки. К примеру, лист росянки усеян капельками липкого вещества. Американцы называют это растение травой драгоценных камней. Насекомое, привлеченное блеском, садится на лист-ловушку и прилипает намертво: чем активнее мошка пытается освободиться, тем прочнее закрепляется в клейком составе.
Большинство насекомоядных растений способны отличить съедобное от несъедобного. Они не реагируют на ложные сигналы, к примеру, на капли дождя. А вот когда на ловушку садится насекомое, ворсинки, находящиеся на листе, обхватывают его со всех сторон, а лист сворачивается в кокон. В таком состоянии из него выделяются вещества, по своему составу близкие к пищеварительному соку животных. Они и растворяют хитин покровов насекомых, а питательные вещества переносятся по сосудам растения. Ловушка раскрывается через несколько дней — она вновь готова к охоте.
У жирянки лист во время захвата насекомого не сворачивается. Азот, содержащийся в теле жертвы, дает толчок к выработке переваривающей жидкости: внешне она напоминает жир, наверное, отсюда и пошло название растения.
Дарлингтония, саррацения и непентас охотятся немного иначе: листья этих растений трансформировались в кувшинчики, которые заполнены пищеварительным соком. Насекомые, попав на внутреннюю стенку листа, соскальзывают на дно ловушки, где и погибают.
Наиболее активной охотницей считается венерина мухоловка. Ее листья, больше напоминающие ракушки, они покрыты чувствительными волосками. Стоит к одному из них прикоснуться, как створки мгновенно захлопываются. Растение начинает выделять пищеварительные вещества, а после завершения «трапезы» листья вновь открываются. Пищеварительный цикл у хищных растений длится от пяти часов до двух месяцев.
А теперь мы представим вам наиболее интересные, на наш взгляд, растения. Названия хищных растений в основном известны лишь специалистам, но мы надеемся, что фото, размещенные под описанием, помогут вам запомнить этих необычных представителей флоры нашей планеты.
Непентес (Nepenthes)
От прочих плотоядных растений непентес отличает размер: «кувшин» такого растения нередко достигает в длину 30 см. Такая ловушка идеально подходит для захвата и переваривания насекомых и даже мелких ящериц, амфибий и млекопитающих. Растение славится сладким ароматом, который и привлекает жертвы. Как только они попадают в кувшин, растение начинает их переваривать. Этот процесс может продолжаться до двух месяцев.
Ученые насчитывают около 150 видов Nepenthes, которые произрастают преимущественно в восточном полушарии. Интересно, что кувшины некоторых разновидностей этих растений используют обезьяны в качестве стаканчиков для питья, ведь это крупные животные, которым не грозит роль жертвы.
Стилидиум
О плотоядности этого растения ученые продолжают спорить и в наши дни. Они не пришли к единому мнению по поводу того, является ли стилидиум действительно плотоядным, или таким образом, растение защищается от надоедливых насекомых. Некоторые разновидности имеют липкие волоски, которые захватывают насекомых, не участвующих в процессе опыления, а их листья выделяют пищеварительные ферменты.
До сих пор проводятся исследования для определения значимости насекомых в жизни стилидиума.
Жирянка
Существует несколько версий, объясняющих происхождение названия этого растения: пищеварительные вещества, напоминающие жир, широкие листья с особым маслянистым покрытием. Родиной этого плотоядного растения является Северная, Южная и Центральная Америка, Евразия. Жертвы жирянки попадают в липкую слизь, и пищевые ферменты их медленно растворяют.
Дарлингтония
Довольно редкое хищное растение, произрастающее в северной части Калифорнии и холодных водах болот Орегона. Оно очень коварно: растение не только заманивает в свой кувшин насекомых благодаря сладкому аромату, но и имеет в нем ложные «выходы». Обреченные жертвы пытаются по ним выбраться на свободу, но лишь больше погружаются в липкую слизь.
Интересно, что ученым известно, что определенный вид насекомых опыляет это растение и остается невредим, но какой именно — науке пока неизвестно.
Генлисея
В отличие от большинства хищных растений, которые сегодня мы вам представляем, рацион генлисеи чаще всего состоит из простейших и других микроскопических организмов, которых она привлекает и ест, используя особые листья-ловушки, растущие под землей. Эти подземные листья длинные, светлые и внешне похожие на корни. Кроме них, у растения есть и обычные зеленые листья, которые находятся над землей и участвуют в процессе фотосинтеза.
Генлисея распространена в регионах Африки, Центральной и Южной Америки.
Венерина мухоловка
Dionaea muscipula - это небольшое плотоядное растение, обладающее выдающейся репутацией. Великий Чарльз Дарвин считал его одним из самых прекрасных растений на нашей планете.
Венерина мухоловка вырастает в ширину до 15 см. Листья располагаются в виде розеток вокруг подземного стебля. Растение может иметь от четырех до семи листьев, причем все они являются ловушками, которые состоят из двух лепестков. По наружному краю располагаются шипы. Мухоловка растет низко к земле. Это позволяет легко заползать в ловушку насекомым. Цветки довольно мелкие в форме звезды располагаются на концах стеблей.
Растение цветет в мае-июне, а затем появляются черные мелкие семена хищного растения. Интересный факт: чтобы сократить до минимума ложные захлопывания, венерина мухоловка выработала уникальный механизм своей ловушки: она захлопнется лишь в том случае, когда жертва в течение двадцати секунд коснется двух внутренних волосков.
Альдрованда пузырчатая
А это водная версия мухоловки, которая плавает на водной глади озер, не имеет корней и заманивает животных в свои миниатюрные ловушки, которые захлопываются за сотую долю секунды. Венерина мухоловка и альдрованда имеют общего предка — растение, обитавшее на нашей планете в кайнозойскую эру.
Цефалот
Сладкий аромат, издаваемый цефалотом, привлекает насекомых, которые попадают в его кувшин-ловушку, где жертва медленно переваривается. Крышки кувшинов растения напоминают полупрозрачные клетки, которые дарят насекомым ложную надежду на спасение. Это растение находится в родстве с некоторыми цветущими растениями (к примеру, дубами и яблонями), что для других плотоядных видов не характерно.
Роридула
Это коренной житель Южной Африки. Несмотря на то что роридула является хищным растением, оно не может переваривать насекомых, захватывая их с помощью липких волосков. Эту работу растение предоставляет клопам-слепнякам вида Pameridea roridulae. Отходы жизнедеятельности клопов — это превосходное удобрение. В Европе были обнаружены окаменелости этого растения, возраст которых исчисляется 40 миллионами лет.
Хищные растения в домашних условиях
Даже опытные цветоводы признают, что выращивать столь необычные растения довольно сложно. Возможно, вы посещали выставки хищных растений. Чтобы вырастить такие образцы, необходимо соблюдать определенные правила:
- растения-хищники желательно выращивать в флорариумах;
- они нуждаются в мягком рассеянном освещении, прямых солнечных лучей не переносят;
- полив осуществляют мягкой водой. Многие цветоводы рекомендуют использовать дистиллированную;
- подавляющее большинство растений-хищников не переносят пересыхания грунта, при этом для них губительна и чрезмерная влага;
- не следует удобрять субстрат, в котором растет цветок (перлит, мох-сфагнум, вермикулит). Плодородные почвы не используются;
- «хищников» почти никогда не пересаживают, лишь изредка чрезмерно разросшееся растение переваливают в большую по размеру емкость;
- зимой у плотоядных растений наступает период покоя. В это время «хищников» не кормят.
- пробуждение растения происходит весной, когда начинают формироваться новые ловушки.
Цветение
Опытные любители этих экзотических растений рекомендуют удалять завязи цветов, объясняя это тем, что этот процесс сильно истощает растение. Сделать это бывает непросто: у большинства из них необыкновенно красивые цветы.
Кормление
Судя по отзывам цветоводов, это, пожалуй, самое сложное в домашнем содержании «хищников». Идеальным кормом для этих растений является то, чем растение питается в естественных условиях.
Жирянку и росянку можно не кормить, пропитание они находят себе сами при условии, что содержатся не в закрытом флорариуме. Не кормите цветы насекомыми, в которых содержится большое количество кальция. А плодовые мушки вполне подойдут для этой цели. Из семян плотоядные растения выращивают довольно редко - они плохо всходят. Целесообразнее приобрести взрослое растение.
Природа создала этот мир очень разнообразным и удивительным. Особенно это касается растений. Она смогла создать растительный мир, который невозможно увидеть на городской клумбе или дома на подоконнике – это хищные растения. Эти цветы плотоядные и питаются живой плотью. Располагаются такие растения в местах, где почва почти не содержит питательных веществ.
Эти растения ловят свою жертву, затем выделяют специальный сок, который начинает переварить жертву. После чего растение получает все необходимые для жизни вещества.
Данное растение относится к насекомоядным растениям и произрастает в Северной Америке и в Техасе.
Ловчие листья этого цветка имеют форму кувшинки, которая и является ловушкой. Листья образуют воронку, которая возвышается над растением как капюшон, и не позволяет попасть внутрь кувшинки дождевой воде, чтобы не разбавить пищеварительный сок.
Насекомые летят на запах и цвет, который выделяет край цветка. Они принимают это за нектар, но скользящая поверхность и одурманивающее вещество помогают насекомым оказываться внутри. После чего они погибают в пищеварительном соке.
Это растение относится к другим плотоядным растениям. Непентес применяет листья, имеющие форму кувшинки вместо ловушки. Ученые насчитывают 135 разновидностей данного растения, и большинство из них растут в Китае и Индонезии.
Большая часть этих растений – это длинные пятнадцати метровые лианы, с очень маленькой корневой системой. Усики, расположенные по всей длине стебля, образуют маленький сосуд, который быстро растет, увеличивается и превращается в хищную чашу.
Внутри чаши находится липкая жидкость, которая приманивает насекомых. В нижней части ловушки находится железа, распределяющая все питательные элементы по растению.
Этот вид растений питается насекомыми, но есть некоторые подвиды, которые имеют чаши более крупного размера и могут питаться мелкими грызунами и даже крысами.
Это растение является редким, так как произрастает в Северной Калифорнии, и только в местах с проточной ледяной водой.
Листья данного растения луковичной формы с отверстием, расположенным под двумя длинными и острыми листами, которые похожи на клыки.
Это растение не применяет свои листья для ловли насекомых, оно использует ловушку как крабовые клешни. Насекомые летят на крапинки света, которые образуют листья клыки, и как только попадает внутрь, оно начинает пробираться по волоскам, которые растут в глубь растения, а назад выбраться уже не могут.
Это растение применяет для охоты свои липкие листья. Произрастает оно в Азии и Америке.
Его листья очень сочные, зеленого или розового цвета. На каждом листе располагается по два вида клеток. Один вид образует липкую слизь, которая притягивает насекомых и не отпускает их потом. А второй вид – это сидячие железы, они образуют специальные ферменты, которые помогают переваривать насекомых.
Все вещества, которые были получены от насекомых, питают бедную почву, на которой растет Жирянка.
Данное растение самое популярное и известное из всех плотоядных растений. В его рацион обычно входят мухи и мелкие пауки. Это растение имеет 5-7 листьев, а располагаются они на тонком и маленьком стебле.
Листья этого растения делятся на две половины, из которых и состоит ловушка. Снаружи этих ловушек содержится специальный пигмент, который выделяет липкую жидкость. Когда насекомое попадает на жидкость, листовые волоски улавливают сигнал и доли листа захлопываются.
Скорость закрывания долей всего 0,1 секунда. По краю листиков находятся плотные реснички, которые не позволяют жертве выбраться наружу. После чего дольки плотно смыкаются, образуя тем самым желудок, в котором происходит пищеварительный процесс.
Вот такими удивительными способностями наградила природа растения, чтобы они могли выжить даже в самых плохих условиях.
10 опаснейших хищных растений видео
Читайте еще про одно удивительное растение — .
Эти удивительные растения относятся к плотоядным, так как они ловят насекомых и членистоногих, выделяют пищеварительный сок, растворяют жертву и в ходе этого процесса получают некоторые или большую часть питательных веществ. Почти все плотоядные растения растут в местах, где почва бедна питательными веществами.
Вот самые известные хищные растения, которые используют разные виды ловушек для того, чтобы заманить свою жертву.
1. Саррацения (Sarracenia)
Саррацения или Северо-американское насекомоядное растение является родом плотоядных растений, которые встречаются в районах восточного побережья Северной Америки, в Техасе, в Великих озерах, в юго-восточной Канаде, но большая часть находится только в юго-восточных штатах.
Это растение использует ловчие листья в форме кувшинки в качестве ловушки. Листья растения превратились в воронку с образованием, похожим на капюшон, который растет над отверстием, предотвращая попадание дождевой воды, которая может разбавить пищеварительные соки. Насекомых привлекает цвет, запах и секреции, похожие на нектар на краю кувшинки. Скользкая поверхность и наркотическое вещество, окаймляющее нектар, способствуют тому, что насекомые падают внутрь, где они погибают и перевариваются протеазой и другими ферментами.
2. Непентес (Nepenthes)
Непентес , тропическое насекомоядное растение, это другой вид плотоядных растений с ловушкой, при которой используются ловчие листья в форме кувшинки. Существует около 130 видов этих растений, которые широко распространенны в Китае, Малайзии, Индонезии, на Филиппинах, Мадагаскаре, Сейшельских островах, в Австралии, Индии, Борнео и Суматре. Это растение также получило прозвище "обезьянья чашка", так как исследователи часто наблюдали, как обезьяны пили из них дождевую воду.
Большинство видов Непентес это высокие лианы, около 10-15 метров, с мелкой корневой системой. Из стебля часто видны листья с усиком, который выступает из кончика листа и часто используется для лазания. На конце усика, кувшинка формирует небольшой сосуд, который затем расширяется и образует чашу.
Ловушка содержит жидкость, выделяемую растением, которая может иметь водянистую или липкую структуру, и в которой тонут насекомые, которых поедает растение. Нижняя часть чаши содержит железы, которые поглощают и распределяют питательные вещества. Большая часть растений является небольшими и они ловят только насекомых, но крупные виды, такие как Nepenthes Rafflesiana и Nepenthes Rajah , могут ловить мелких млекопитающих, таких как крысы.
3. Хищное растение генлисея (Genlisea)
Генлисея состоит из 21 вида, обычно растет во влажной наземной и полуводной среде и распространена в Африке и Центральной и Южной Америке.
Генлисея представляет собой небольшие травы с желтыми цветами, которые используют ловушку типа крабовой клешни. В такие ловушки легко попасть, но из них невозможно выйти из-за небольших волосков, которые растут к входу или, как в этом случае, вперед по спирали.
У этих растений два различных типа листьев: фотосинтезирующие листья над землей и специальные подземные листья которые заманивают, ловят и переваривают мелкие организмы, такие как простейшие. Подземные листья также выполняют роль корней, такую как впитывание воды и прикрепление, так как у самого растения их нет. Эти подземные листья под землей формируют полые трубки, которые имеют вид спирали. Мелкие микробы попадают в эти трубки с помощью потока воды, но не могут из них выйти. Когда они доберутся до выхода, они уже будут переварены.
4. Дарлингтония калифорнийская (Darlingtonia Californica)
Дарлингтония калифорнийская - это единственный представитель рода дарлингтония, который растет в северной Калифорнии и Орегоне. Оно растет в болотах и родниках с холодной проточной водой и считается редким растением.
Листья Дарлингтонии имеют луковичную форму и образуют полость с отверстием, находящимся под вздутой, как воздушный шар, структурой и двумя острыми листами, которые свисают как клыки.
В отличие от многих плотоядных растений, оно не использует ловчие листья для ловушки, а используют ловушку типа крабовой клешни. Как только насекомое оказывается внутри, их сбивает с толку крапинки света, которые проходят через растение. Они приземляются в тысячи густых тонких волосков, которые растут внутрь. Насекомые могут следовать за волосками вглубь к пищеварительным органам, но не могут вернуться назад.
5. Пузырчатка (Utricularia)
Пузырчатка - это род плотоядных растений, состоящих из 220 видов. Они встречаются в пресной воде или влажной почве в качестве наземных или водных видов на всех континентах, за исключением Антарктиды.
Это единственные хищные растения, которые используют пузырчатую ловушку. У большинства видов очень маленькие ловушки, в которые они могут поймать очень мелкую добычу, такую как простейшие. Ловушки составляют от 0,2 мм до 1.2 см, а в большие ловушки попадают более крупная добыча, как например, водяные блохи или головастики.
Пузырьки находятся под отрицательным давлением по отношению к окружающей остановке. Отверстие ловушки открывается, всасывает насекомое и окружающую воду, закрывает клапан, и все это происходит за тысячные доли секунд.
6. Жирянка (Pinguicula)
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. Есть два специальных вида клеток, находящихся на верхней стороне листьев. Один известен, как цветоножная железа и состоит из секреторных клеток, находящихся на вершине одной клетки стебля. Эти клетки вырабатывают слизистый секрет, который образует видимые капли на поверхности листьев и действует, как липучка. Другие клетки называются сидячими железами, и они находятся на поверхности листа, вырабатывая ферменты, такие как амилаза, протеаза и эстераза, которые способствуют пищеварительному процессу. Тогда как многие виды жирянок плотоядны весь год, многие типы образуют плотную зимнюю розетку, которая не плотоядна. Когда наступает лето, оно расцветает, и у него появляются новые плотоядные листья.
7. Росянка (Drosera)
Росянка составляет один из крупнейших родов плотоядных растений, имея, по крайней мере, 194 вида. Они находятся на всех континентах, за исключением Антарктиды. Росянка может формировать прикорневые или вертикальные розетки от 1см до 1 м в высоту и могут жить до 50 лет.
Для росянок характерны движущиеся железистые щупальца, увенчанными сладкими липкими выделениями. Когда насекомое приземляется на липкие щупальца, то растение начинает двигать остальные щупальца в направлении жертвы, чтобы в дальнейшем загнать ее в ловушку. Как только насекомое оказалось в ловушке, мелкие сидячие железы поглощают его и питательные вещества идут для роста растения.
8. Библис (Byblis)
Библис или радужное растение это небольшой вид плотоядных растений родом из Австралии. Радужное растение получило свое название за привлекательный вид слизи, которая покрывает листья на солнце. Несмотря на то, что эти растения похожи на росянки, они никак не связаны с последними и отличаются зигоморфными цветами с пятью изогнутыми тычинками.
Листья его имеют круглое сечение, и чаще всего они удлиненные и конические на конце. Поверхность листьев полностью покрыта железистыми волосками, которые выделяют липкое слизистое вещество, служащее ловушкой для мелких насекомых, садящихся на листья или щупальца растения.
9. Альдрованда пузырчатая (Aldrovanda vesiculosa)
Альдрованда пузырчатая - это великолепное бескорневое, плотоядное водное растение. Оно, как правило, питается мелкими водными позвоночными, используя ловушку-капкан.
Растение состоит в основном из свободно плавающих стеблей, которые достигают 6-11 см в длину. Листья-ловушки, величиной 2-3 мм, вырастают в 5-9 завитков по центру стебля. Ловушки прикрепляются к черешкам, которые содержат воздух, позволяющий растению плавать. Это быстро растущее растение и оно может достигать 4-9 мм в день и в некоторых случаях производить новый завиток каждый день. В то время как растение растет на одном конце, другой конец постепенно погибает.
Ловушка растения состоит из двух долей, которые захлопывается, как капкан. Отверстия ловушки направлены наружу и покрыты тонкими волосками, которые позволяют ловушке закрыться вокруг любой жертвы, которая оказывается достаточно близко. Ловушка захлопывается за десятки миллисекунд, что является одним из примеров самого быстрого движения в животном мире.
10. Венерина мухоловка (Dionaea Muscipula)
Венерина мухоловка , возможно, самое известное плотоядное растение, которое питается в основном насекомыми и паукообразными. Это мелкое растение, имеющее 4-7 листьев, которые растут из короткого подземного стебля.
Листовая пластина его разделена на две области: плоские, длинные, в форме сердца, способные на фотосинтез черешки и пару конечных долей, свисающих с главной жилки листа, которые формируют ловушку. Внутренняя поверхность этих долей содержит красный пигмент, а края выделяют слизь.
Dionaea muscipula vs Caterpillar
Листовые доли проделывают резкое движение, захлопываясь, когда стимулируются его сенсорные волоски. Растение настолько развитое, что может отличить живой стимул от неживого. Листья его захлопываются за 0,1 секунду. Они окаймлены жесткими, как шипы ресничками, которые удерживают добычу. Как только жертва попалась, внутренняя поверхность листьев постепенно стимулируется, а края долей растут и сливаются, закрывая ловушку и создавая закрытый желудок, где и происходит переваривание добычи.
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.
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.
