Удивительные явления природы - Оксана Ларина

Когда вода тянется вверх по дереву, она преодолевает определенное сопротивление, которое создается сцеплением молекул. Таким образом жидкость растягивается. В результате под влиянием силы, тянущей воду вверх, столб может лопнуть. Образуется разрыв в форме пузыря. Ученые предполагают, что, пока такой разрыв существует, дерево не может втягивать и поднимать воду вверх. Однако до конца это явление не изучено.

Американские ученые высказали гипотезу, что у деревьев есть «защита», не дающая столбу воды разорваться. Так, если вдруг натяжение превысит «допустимые нормы», листья закроют часть пор и сила испарения станет меньше. Высокие деревья подвергаются большей опасности разрыва, чем низкие. Это связано с тем, что в них столбы воды намного больше, а следовательно, выше «гидравлическое сопротивление», которое растет с увеличением длины. Значит, чем выше дерево, тем больше сил ему нужно, чтобы высасывать воду из земли.

Ученые стали наблюдать за деревьями. И выяснили, что по утрам, когда становится жарче и падает влажность, деревья начинают закрывать поры. Чем выше дерево, тем быстрее оно это делает. Но закрытые поры грозят дереву другой опасностью: это препятствует поглощению воздуха. Значит, дерево не получает углекислый газ, не происходит фотосинтез. Когда наступает этот период, растение перестает расти. Специалисты предполагают, что именно это явление влияет на рост деревьев. Они обратили внимание на то, что секвойи, самые высокие деревья в мире, растут в туманах, приходящих с Тихого океана. Влажный воздух позволяет деревьям не терять быстро воду. Значит, поры могут быть открытыми и фотосинтез продолжается. Однако процесс не может длиться бесконечно. Когда-нибудь дерево перестает расти, чтобы получать достаточно влаги.

Растения-хищники

Не все растения кормятся только питательными веществами из воздуха и почвы. Среди них есть и хищники, которые едят насекомых, мелких рачков, и даже мальков рыб. Растения-хищники живут в необычных условиях: в пустыне, на верховых болотах, влажных скалах, заболоченных лугах — на скудной почве, которая бедна питательными веществами. Поэтому у них и появилась способность усваивать живую белковую пищу, хватая ее буквально из воздуха. Они не утратили способность питаться неорганическими веществами, поступающими из почвы и воздуха. Просто жизнь на почве, бедной азотистыми солями и другими минеральными веществами, вынудила их искать дополнительный источник питания. Много хищных растений живет на болотах и топях, и за счет пойманных жертв они возмещают себе нехватку азота. Растения-хищники могут прожить и без белковой пищи, но от этого становятся очень чахлыми.

Хищные, или плотоядные, насекомоядные растения ловят жертв с помощью особых листьев-ловушек. У всех растений-хищников красивые цветки и ярко окрашенные листья. Насекомые летят за нектаром и оказываются в ловушке. Когда насекомое попадается на приманку, оно или приклеивается к листу с липкими железистыми волосками, или оказывается зажато листьями в форме специальных ловушек. Тело жертвы переваривается с помощью специальных ферментов или разрушается органическими кислотами, выделяемыми растением.

Насекомоядные растения разделяются на три группы по органам-ловушкам. Это растения с движущимися органами-ловушками (росянка, жирянка, мухоловка ); с клейкими листьями-липучками (росолист , растущий на Пиренейском полуострове и в Марокко); с пузырьками, кувшинами и «ловчими ямами» в виде трубочек (пузырчатка, непентес, сарацения ).

Насекомоядные — многолетние травянистые растения, их виды не очень многочисленны, всего около пятисот. Некоторые почвенные грибы тоже бывают насекомоядными. Они встречаются во всех экосистемах в разных частях света, растут на почве и в воде. Обычно эти растения — обитатели областей с теплым, умеренным и тропическим климатом, они любят солнце. Наиболее известные нам — росянка и жирянка — жители торфяных болот.

Росянка называется так потому, что на ней блестят капельки клейкой слизи, похожие на росу или капельки меда. Сама росянка окрашена в красно-зеленый цвет. Листья этого небольшого растения покрыты 25 ресничками на верхней стороне листовой пластинки и по краям, где расположены самые длинные из них. Верхний конец ресничек утолщен. Именно там находится желёзка, которая и выделяет клейкую слизь. Насекомые летят к хищнице — росянке, привлеченные блеском этой капельки. Но едва коснувшись листа, они прилипают. Вскоре, через 10 или 20 минут, ресничка, к которой прилипла жертва, согнется к центру листка. Все соседние реснички тоже согнутся.

Затем загнется край пластинки листа, и западня захлопнется. Если же на ресничках окажется вещество, не содержащее белок, например капля дождя, они не будут двигаться. Выделяемые ресничками ферменты расщепляют белок (ферменты росянки похожи на пепсин, желудочный сок животных). После того как растение пообедало, реснички выпрямляются, снова покрываются «росой» и приманивают новых мушек. Иногда пищеварительный процесс может занимать несколько дней. Южноафриканская королевская росянка — растение полуметровой высоты — может переваривать даже улиток и лягушек.

Зеленые листья жирянки гораздо крупнее, чем листья росянки. Они покрыты слизью и от этого кажутся жирными. Если рассмотреть срез листа под микроскопом, можно увидеть железы двух типов: одни как грибы со шляпками, другие просто шляпки без ножек. На одном квадратном сантиметре листочка жирянки располагается до 25 тысяч желез. Когда насекомое прилипает к листу и вызывает его раздражение, растение сразу же начинает выделять пищеварительные соки. Жирянка съедает насекомое еще быстрее, чем росянка: всего за сутки.

Самые сложные по устройству ловушки — у пузырчаток. Это растения без корней. Они редко бывают больше 2 мм в диаметре. Пузырчатка, живущая в болотной воде, ловит и ест личинки насекомых, мальков и рачков. Листья растения плавают в воде, а над водой виден стебель с крупными желтыми цветками. Ее сильно рассеченный лист трансформировался в процессе развития, поэтому некоторые его части стали полыми пузырьками. У каждого такого пузырька есть свой рот, обрамленный жесткими щетинками. Внутренняя выстилка капкана покрыта волосками, которые постоянно поглощают жидкость, поэтому в полости создается отрицательное давление. Как только клапан открывается, внутрь пузырька входит вода вместе с жертвой. Выбраться из пузырька невозможно. Его стенки внутри покрыты пищеварительными железами. Когда рачок или малек погибает в ловушке и разлагается, растение «переваривает» его останки.

Уже давно известно, что росянкам и жирянкам свойственно вырабатывать переваривающие белок ферменты. Эту особенность люди используют при очистке глиняных кувшинов от остатков молока. Их выпаривают отваром листьев росянки, который разлагает белок молока даже в порах глиняной посуды.

Есть цветоводы, которые выращивают эти хищные растения в домашних условиях. «Хищников» выкапывают вместе с торфяным мхом, «поселяют» в террариуме, а сверху накрывают стеклом, чтобы растению хватало влаги. Хозяевам насекомоядных приходится ловить им мушек для подкорма, некоторые умудряются кормить их кусочками мяса и творога.

Широко распространена сарацения пурпурная, у которой черешок листа превратился в трубку, а пластинка листа — в крышечку над ней. Даже когда сарацения не цветет, ее изумрудно-малиновые или желто-красные листья привлекают мошек. У малой сарацении и калифорнийской дарлингтонии есть еще одна обманка для насекомых: навесы над ловушками просвечиваются, насекомые принимают просвет за выход, взлетают, ударяются о стенку и падают в жидкость. Насекомые тонут в жидкости, перевариваются, и после остатки всасываются стенками трубки. Самая любимая еда этого растения — тараканы и мухи. Семейство сарацениевых включает в себя десять видов сарацении, дарлингтонию калифорнийскую и шесть видов гелиамфоры. Их место жительства — болота в тропических, субтропических и умеренных областях на юге Северной Америки и северо-востоке Южной Америки.

В окрестностях Уилмингтона в Северной Каролине на торфяных болотах растет венерина мухоловка . Ее листья представляют собой своеобразный капкан. Каждый из них разделен на две части, нижняя часть добывает питательные вещества из воздуха, а верхняя ловит насекомых.

Две подвижные дольки листа-замка снабжены острыми зубцами, и на каждой из них по три длинных упругих щетинки. Стоит мушке или комару задеть щетинки — дольки быстро захлопнутся и зажмут насекомое. Сопротивление только усилит хватку растения-хищника. Жертва вырывается, а дольки листа сжимают ее все крепче. Затем мелкие красные железы начинают выделять кислый прозрачный сок. За 1–3 недели мухоловка съедает насекомое, и ее дольки принимают прежнее положение. После двух-трех трапез лист отмирает. Почему же эта мухоловка «венерина»? Говорят, что она получила свое название оттого, что листья-ловушки по форме напоминают морские раковины, издавна считающиеся символом женского начала.