Нічне життя рослин

Н.Ю. Феоктистова

Що «Роблять» рослини вночі? На це запитання так і хочеться відповісти: «Відпочивають». Адже, здавалося б, вся «активне життя» рослини відбувається вдень. У денні годинники квіти розкриваються і запилюються комахами, розгортаються листя, молоді стебла ростуть і тягнуть свої верхівки до сонця. Саме протягом світлого часу діб рослини використовують сонячну енергію для того, щоб перетворювати вуглекислий газ, що поглинається ними з атмосферного повітря, в цукор.

Однак рослина не тільки синтезує органічні речовини - він їх і використовує в процесі дихання, знову окислюючи до вуглекислого газу і поглинаючи при цьому кисень. Але кількість кисню, необхідного рослинам для дихання, приблизно в 30 разів менше того, що виділяється ними в процесі фотосинтезу. Вночі, в темряві, фотосинтез не відбувається, але і в цей час рослини споживають так мало кисню, що це аж ніяк не позначається на нас з вами. Тому стара традиція виносити рослини з кімнати хворого на ніч абсолютно не обгрунтована.

А ще є ряд видів рослин, які споживають вуглекислий газ саме вночі. Оскільки енергії сонячного світла, необхідної для повного відновлення вуглецю, в цей час нема, цукор, звичайно, не утворюється. Але поглинена з повітря вуглекислота зберігається в складі яблучної або аспарагінової кислот, які потім, вже на світлі, знову розкладаються, вивільняючи СО2. Саме ці молекули вуглекислого газу включаються до цикл основних реакцій фотосинтезу - так званий цикл Кальвіна. У більшості ж рослин цей цикл починається з захоплення молекули СО2 безпосередньо з повітря. Такий «простий» спосіб зветься С3-шляху фотосинтезу, а якщо вуглекислий газ заздалегідь запасається у яблучної кислоті - це С4-шлях.

Здавалося б, навіщо потрібні додаткові складнощі? У першу чергу для того, щоб економити воду. Адже поглинати вуглекислоту рослина може тільки через відкриті продихи, через які відбувається і випаровування води. І вдень, у спеку, води через продихи втрачається набагато більше, ніж вночі. А у С4-рослин продихи вдень закриті, і вода не випаровується. Газообмін ж ці рослини здійснюють у прохолодні нічні години. Крім того, С4-шлях в цілому більш ефективний, він дозволяє синтезувати більшу кількість органічних речовин в одиницю часу. Але тільки в умовах гарної освітленості і при досить високій температурі повітря.

Так що С4-фотосинтез властивий «південцям» - рослинам з жарких областей. Він властивий більшості кактусів, деяким іншим сукуленти, ряду бромелієвих - наприклад всім добре відомому ананасу (Ananas comosus), цукровий очерет і кукурудзі.

Цікаво, що ще в 1813 р., задовго до того, як стали відомі біохімічні реакції, що лежать в основі фотосинтезу, дослідник Бенджамін Хейн написав у Ліннеевское наукове товариство про те, що листя ряду сукулентних рослин мають особливо гострий смак вранці, а потім, до середини дня, їхній смак стає більш м'яким.

Здатність використовувати пов'язаний в органічних кислотах СО2 обумовлена генетично, але реалізація цієї програми знаходиться і під контролем зовнішнього середовища. При сильному дощ, коли загрози висихання немає, а освітленість невисока, С4-рослини можуть відкривають свої продихи вдень і переходити на звичайний С3-шлях.

А що ще може відбуватися з рослинами ночами?

Деякі види пристосувалися залучати своїх запилювачів саме в нічні години. Для цього вони використовують різні засоби: і що підсилюється, до ночі запах, і приємний і помітний для ока нічних запилювачів колір - білий або жовтувато-бежевий. На такі квіти летять нічні метелики. Саме вони запилюють квіти жасмину (Jasminum), гарденії (Gardenia), місячних квітів (Ipomea alba), вечорниці, або нічний фіалки (Hesperis), Любка дволиста (Platanthera bifolia), лілії кудреватой (Lilium martagon) і ряду інших рослин.

А є рослини (їх називають хіроптерофільнимі), які запилюються в нічні години кажанами. Найбільше таких рослин у тропіках Азії, Америки і Австралії, менше в - Африці. Це банани, агави, боабаби, деякі представники сімейств миртових, бобових, бегонієвих, геснерієвих, сінюхових.

Квіти хіроптерофільних рослин розкриваються тільки з настанням сутінків і не відрізняються яскравістю забарвлення - як правило, вони зеленувато-жовті, коричневі або фіолетові. Запах у таких квіток вельми специфічний, часто неприємний для нас, але, напевно, привабливий для кажанів. Крім того, квітки хіроптерофільних рослин зазвичай великі, з міцним оцвітиною і забезпечені «Посадочними майданчиками» для своїх запилювачів. В якості таких майданчиків можуть виступати товсті квітконіжки і квітконоси або безлисті ділянки гілок, примикають до квіток.

Деякі хіроптерофільние рослини навіть «розмовляють» зі своїми обпилювачами, залучаючи їх. Коли квітка ліани Mucuna holtonii, що належить до сімейства бобових і що виростає в тропічних лісах Центральної Америки, стає готовим до запилення, один з його пелюсток набуває специфічну увігнуту форму. Цей увігнутий пелюстка концентрує і відображає сигнал, що видається кажанами, відправилися на пошуки корму, і таким чином повідомляє їм про своє місцезнаходження.

Але не лише кажани ссавці запилюють квіти. У тропіках відомо більше 40 видів тварин з інших загонів, що активно беруть участь у запиленні близько 25 видів рослин. У багатьох з цих рослин, як і у тих, які запилюються летучими мишами, квітки великі і міцні, часто неприємно пахнуть і що утворюють велике кількість пилку і нектару. Зазвичай кількість квіток на таких рослинах або в їх суцвіттях невелика, квітки розташовуються низько над землею і розкриваються тільки до ночі, щоб забезпечити максимальну зручність нічним звіринка.

Нічна життя квітів не обмежується залученням запилювачів. Цілий ряд рослин закриває пелюстки на ніч, але при цьому всередині квітки залишаються ночувати комахи. Найбільш відомим прикладом подібної «готелю» для комах, є амазонська лилия (Victoria amasonica). Вперше європейці побачили її в 1801 р., а докладний опис рослини було зроблено в 1837 р. англійським ботаніком Шомбургом. Вчений був просто вражений і його гігантськими листям, і чудовими квітами і назвав квітка «Німфея Вікторія», на честь англійської королеви Вікторії.

Насіння вікторії амазонськой вперше були надіслані до Європи в 1827 р., але тоді вони не проросли. У 1846 р. насіння відправили в Європу знову, цього разу в бутлі з водою. І вони не тільки відмінно перенесли дорогу, а й розвинулись у повноцінні рослини, що через 3 роки зацвіли. Сталося це в ботанічному саду «Кью» в Англії. Звістка про те, що вікторія повинна зацвісти, швидко поширилася не тільки серед службовців ботанічного саду, а й серед художників і репортерів. У оранжереї зібрався величезний натовп. Всі з нетерпінням стежили за годинами, чекаючи розкриття квітки. О 5 годині вечора ще закритий бутон піднявся над водою, його чашолистки розкрилися і з'явилися сніжно-білі пелюстки. За оранжереї поширився чудовий запах зрілого ананаса. Через кілька годин квітка закрився і опустився під воду. Знову він з'явився тільки о 7 годині вечора наступного дня. Але, на диво всіх присутніх, пелюстки диво-квітки були вже не білі, а яскраво-рожеві. Незабаром вони стали опадати, при цьому їх забарвлення ставала все більш і більш інтенсивним. Після повного опадання пелюсток почався активний рух тичинок, яке, за свідченням присутніх, навіть було чути.

Але крім незвичайної краси у квіток вікторії є ще дивні особливості, пов'язані із залученням комах. У перший день температура в білій квітці вікторії підвищується в порівнянні з навколишнім повітрям приблизно на 11 ° С, і до вечора, з настанням прохолоди, в цьому «тепленьке містечко» накопичується велика кількість комах. Крім того, на плодолистиків квітки утворюються особливі харчові бичка, також залучають запилювачів. Коли квітка закривається і опускається під воду, разом з ним опускаються і комахи. Там вони проводять ніч і весь наступний день, - до тих пір, поки квітка знову не підніметься на поверхню. Тільки тепер він вже холодний і не ароматний, і комахи, навантажений пилком, летять у пошуках нових теплих і ароматних білих кольорів, щоб опилісь їх, а заодно й переночувати в такій теплій і безпечної «готелі».

Ще один, мабуть, не менш красиву квітку також надає своїм обпилювачами нічні квартири - це лотос. Є два види лотоса. У Старому Світі росте лотос орехоносний з рожевими, а в Америці - лотос американський з жовтими квітками. Лотос здатний підтримувати всередині своїх квіток щодо постійну температуру - значно вищу, ніж температура навколишнього повітря. Навіть якщо зовні всього +10 ° С, всередині квітки -- +30 ... +35 ° С! Квіти лотоса розігріваються за 1-2 дні до розкриття, і постійна температура підтримується в них протягом 2-4 днів. За цей час дозрівають пильовики, а рильце маточки стає здатним сприймати пилок.

запилюють лотос жуки та бджоли, для активного польоту яких потрібна температура як раз близько 30 ° С. Якщо комахи виявляються у квітці після його закриття і проводять ніч в теплі і затишку, активно пересуваючись і покриваючись пилком, то вранці, коли квітка розкриється, вони відразу ж здатні летіти на інші квіти. Таким чином «Постояльці» лотоса отримують перевагу перед задубілі комахами, провів ніч на холоді. Так тепло квітки, передане комасі, сприяє процвітанню популяції лотоса.

Багато представники сімейства ароїдних, такі як гігантський аморфофаллус (Amorphophallus titanus), всім добре відома монстера і філодендрон мають черешки квіток, які продукують тепло в нічні години, посилюючи запах і допомагаючи комах-запилювачів з максимальними зручностями провести ніч. Малоприємний запах аморфофаллуса приваблює, наприклад, масу жуків, які знаходять серед пелюсток гігантського суцвіття і теплу квартиру, і їжу, і шлюбних партнерів. Ще одна цікава рослина з сімейства ароїдних -- Typophonium brownii - мімікрують під купки посліду тварин, привертаючи до себе гнойових жуків, яких «відловлює» на ніч і змушує переносити на собі свою пилок.

Ось так, по-різному, рослини трудяться в нічні години. Цікаво, що серед квіткових рослин є й такі, які взагалі ніколи не бачить денного світла, і все їхнє життя проходить під покровом темряви. Це паразитичні рослини - фотосинтез в темряві неможливий, а от для того, щоб смоктати соки з коренів інших рослин, світло не потрібне. Зазвичай на поверхні можна побачити тільки квіти цих рослин - та й то нетривалий час, необхідний для їх запилення. До таких рослин належать Петров хрест (Lathraea squamaria) і заразихи (Orobanche). А ось у підземних орхідей пологів Rhizanthella і Thismia, виростають в Австралії, навіть квіти не показуються на поверхні. Їх запилюють терміти та деякі інші комахи, що живуть у грунті. Так що ці орхідеї, можна сказати, ведуть винятково нічний спосіб життя.

Список літератури

Для підготовки даної роботи були використані матеріали з сайту http://bio.1september.ru