ХИЩНЫЕ РАСТЕНИЯ – Ольга Арнольд

Когда летом этого года мы жили на биостанции «Чистый лес», то часто бывали на верховом болоте. Верховое болото – это совершенно особая экосистема. Посреди болота расположено озерцо, окруженное топкими берегами, поросшими неоавшись, я в полуобмороке опустилась на мягкое покрывало мха и уставилась в бесконечное голубое небо, на фоне которого выделялось гнездо воронов на высоком высохшем одиноком дереве – эта пара гнездилась на нем уже много лет. Это болото находится рядом с Звенигородской биостанцией МГУ; однажды я там даже провалилась по пояс в трясину, но друзья, с которыми я была на маршруте, немедленно меня вытащили. С такими бобычной растительностью; даже запах здесь стоит особенный — так пахнут багульник и мирт. Мне этот аромат очень нравится, но голова от него кружится. Как-то раз, им надышлотами надо быть поосторожнее. Одинокое высохшее дерево на краю — это не случайно; вода в верховых болотах кислая, как и почва вокруг, в них очень мало необходимых растениям элементов, в частности, азота и фосфора, деревьям это не нравится.
Вообще-то я влюблена в верховые болота не только из-за аромата — они очень красивы. Когда подходишь к такому озерцу, лес отступает, деревья становятся все реже и все меньше, и наконец они превращаются в карликов, как где-нибудь за полярным кругом. Вся земля покрыта мхом, который пружинит под ногами (это сфагнумы нескольких видов), над ними колышутся белые головки пушицы, редкие болотные злаки… В местах посуше можно собирать грибы, болотные зеленые и красные сыроеги и моховики, ну и ягоды, конечно — бруснику и клюкву. «Болота – это целый мир на земле, здесь свое особое бытие, свои оседлые и странствующие обитатели, а главное – своя тайна», писал Ги де Мопассан.
Но особую красоту придает верховому болоту красный с зелеными разводами ковер из росянок. Собственно, ради росянки я и затеяла этот рассказ. Росянка (лат. Drosera) — это хищное, плотоядное или насекомоядное растение, можно называть ее по-разному. В семействе росянок около 190 видов, есть виды в виде куста с огромными длинными ловчими листьями, до 60 см в длину; это африканские и австралийские виды, но наши росянки небольшие, очень скромные, ловят в основном мелких комаров и мошек.
Листочки росянки образуют прикорневую розетку, они покрыты красными волосками с крошечными шариками на концах; особенно длинные по краям, они похожи на реснички, их часто называют щупальцами. На их кончиках блестят капельки «росы» – на самом деле это никогда не высыхающая липкая жидкость. Привлеченные сверкающими капельками, насекомые садятся на листочек — и прилипают. Реснички приходят в движение, спеленывают пленника, листик сжимается: насекомое погибает и переваривается с помощью пищеварительных ферментов, выделяемых железками растения и то, что от него осталось, всасывается внутрь,
У нас чаще всего встречаются два вида росянки, круглолистная и длиннолистная, или английская, которая может ловить мух покрупнее. Оба этих вида мирно уживаются рядом друг с другом на болоте в Чистом лесу.
Собственно говоря, с этих двух росянок и началось изучение плотоядных растений, и занялся этим никто иной, как великий Чарльз Дарвин. То, что росянки ловят насекомых, было известно еще в XVIII веке, одним из авторов этого открытия был знаменитый поэт и естествоиспытатель Иоганн Вольфганг Гете, но потом об этом как-то позабыли. Дарвин увлекся наблюдением над росянками летом 1860 г., вскоре после выхода в свет его капитального труда «Происхождение видов». « В настоящее время Drosera интересует меня больше, чем происхождение всех видов на свете” — писал он своему другу, основоположнику современной геологии Чарльзу Лайелю. Наблюдениями на болоте он не удовлетворился, несколько кустиков, бережно выкопанных, он посадил в своем имении в Дауне. И начались его эксперименты с росянкой, которые длились целых 12 лет! Помогал ему его сын Фрэнсис, ботаник (тоже, между прочим, член Королевского общества). Дарвин установил, что росянка действительно питается насекомыми; те растения, которые росли в стерильных условиях, выживали, но заметно хирели. Экспериментаторы предлагали растению различный корм – мух, молоко, мясо, сыр и даже мочу. Именно на мочевину ловчие листики реагировали особенно активно — росянке явно не хватало азотистых соединений. Оказывается, насекомое, попавшее в ловушку, активно выделяет именно соединения азота (от стресса могут описаться и высшие позвоночные). Одной росянкой Дарвины не ограничились, они изучали и другие хищные растения; к тому времени многие из них были известны, только непонятно было, а зачем они, собственно говоря, ловят букашек? Дарвин ответил на этот вопрос: с помощью животных белков они восполняют необходимые им для роста и развития элементы, которых не хватает в той среде, где они живут.
Книга Чарльза Дарвина «Насекомоядные растения» вышла в свет в 1875 г. и тут же произвела фурор. Ботаники и вообще естествоиспытатели разделились на две группы: одни не верили, что растения могут вести себя, как животные, и считали, что Дарвин ошибался, другие были убеждены в его правоте. Спор решился через несколько лет — независимо от Дарвина были поставлены строго контролируемые опыты с этими растениями, и результаты его исследования были полностью подтверждены. Эта книга и в наши дни отнюдь не потеряла свое значение, она – едва ли не лучшее, что написано о хищных растениях. Ученый не торопился, проверял и перепроверял результаты, со всего света ему присылали образцы странно ведущих себя растений, живых или засушенных для гербария. Конечно, сейчас мы знаем о них гораздо больше, но основу этих знаний заложил Дарвин.
Однако любимицей Дарвина стало не росянка, с которой началось его исследование, а ее родственница, венерина мухоловка, он писал «Венерина мухоловка – самое удивительное растение в мире». Это тоже болотное растение, но природный его ареал ограничен торфяниками в узкой полоске атлантического побережья США в Северной и Южной Каролине. Впрочем, оно прекрасно себя чувствует и в ботанических садах и оранжереях, если ему создадут точно такие же условия, как на родине. Ее открыл в 1769 г. английский ботаник Джон Эллис, он же и назвал ее столь поэтическим именем. В письме к Карлу Линнею он предположил, что это растение может питаться насекомыми, но тот отверг эту гипотезу, а так как его авторитет был непререкаем, то об этом забыли. Ловчий аппарат венериной мухоловки не похож на коварные листочки росянки, он устроен совсем по-другому. Это настоящая ловушка типа мышеловки, она захлопывается, когда в нее попадается жертва, которая дотрагивается до чувствительных (триггерных) волосков на поверхности листа. Чтобы ловушка сработала, насекомое должно коснуться не одного волоска, а нескольких, это сберегает силы растения (на захлопывание требуется много энергии), оно не реагирует на случайные прикосновения, например, на капли дождя. Движение капканчика мухололовки — одно из самых быстрых в растительном мире, ловушка захлопывается намного быстрее, чем скручиваются листочки стыдливой мимозы.
Но существует ловчий аппарат, который действует еще быстрее, за миллисекунды. Лишенная корней пузырчатка плавает в воде «по воле волн», это единственное плотоядное растение, использующее в качестве ловушки пузырь. Размер ловчих пузырьков совсем небольшой — от 0,2 мм до 1,2 см, они представляют собой видоизмененные дольки сильно рассеченного листа и находятся под отрицательным давлением. Каждый такой пузырек имеет отверстие, с помощью которого мелкие животные могут легко попадать в ловушку, но не могут из неё выбраться – «дверца» открывается только снаружи. Когда добыча касается пузырька, вернее, его чувствительных волосков, отверстие открывается и засасывает жертву вместе с водой за сотые доли секунды. Это непримечательное внешне растение — очень успешный хищник, различные виды пузырчатки распространены на всех континентах, кроме, разумеется, Антарктиды.
Существует еще одно плавучее хищное растение без корней — альдрованда пузырчатая, родственница росянки; она обитает в Европе, Африке, Азии и Австралии. У нас она встречается на юге. Выглядит она, если не присматриваться, как маленькая веточка элодеи, не более 11 см в длину. Ее короткие и очень узкие трехмиллиметровые листочки складываются и захватывают добычу по типу венериной мухоловки, когда маленькое ракообразное или личинка коснется чувствительного волоска,
В настоящее время нам известно примерно 600 видов плотоядных растений, естественно, описать их всех нет никакой возможности. Они относятся к 19 разным семействам. Впрочем, уже к 20. Совсем недавно, в августе 2021, было описано еще одно такое «странное» растение, впрочем, давно известное, но не как хищник. Это западный ложный асфодель из семейства тофилдиевых, обитатель горных болот запада США и Канады; он охотится на насекомых исключительно в период цветения, причем только на мелких букашек, а не на тех пчел и бабочек, которые опыляют его цветки. Интересно, что асфодель относится к однодомным растениям, а все остальные хищники — к двудомным; эти две линии растительного царства разошлись давным-давно.
Итак, некоторые растения, обитающие в среде, бедной важными для жизни элементами, такими, как азот, фосфор, калий, в ходе эволюции выработали специальные приспособления для получения их из животных белков. Причем устройства этих ловушек могут быть совершенно разными. Иногда в них используются клейкие вещества, которые обычные растения нередко вырабатывают для защиты от вредителей (например, всем знакомая смолка). Бывают капканы типа мышеловки, как у венериной мухоловки. Но самые, на мой взгляд, замечательные приспособления — это ловчие кувшинчики, которыми обладают растения двух неродственных друг другу групп, непентесы и саррацении. В эти ловушки жертвы попадают не из-за случайного касания, они сами туда стремятся.
Непентесы, или кувшиночники, были открыты довольно давно, наблюдателей поражали (продолжают поражать и сейчас) их яркая окраска и удивительно изящные формы. Но только во второй XIX века пришло осознание того, для чего этому растению кувшины. Фурор произвел рисунок с натуры: мертвая крыса в кувшинчике одного из непентесов. На самом деле, непентесы позвоночными не питаются, но об этом чуть позже. Большинство непентесов — это эпифиты, лианы, корни которых висят в воздухе. Основной их ареал — Юго-Восточная Азия, больше всего разных непентесов на острове Калимантан (Борнео), но встречаются они также в Австралии, Новой Гвинее, на Мадагаскаре и некоторых островах Океании. Непентес мирабилис (удивительный) — символ государства Палау. В тропических лесах между растениями идет яростная борьба за существования, за каждый клочок земли, и многим из них внизу места просто не находится.
Трудно сказать, сколько существует видов непентесов — по разным подсчетам, их от 9 до 100; это связано с бурным видообразованием, у них часто происходит межвидовое скрещивание Все непентесы входят в один род, единственный в семействе непентовых
У этих растений существуют и обычные листья, и листья, из которых развиваются кувшинчики. У таких листьев нижняя часть черешка — плоская, зелёная и занимается фотосинтезом; далее черешок преобразуется в тонкий усик, которым растение держится за ветку хозяина. Пластинка самого листа на конце усика-черешка становится кувшинчиком, а кончик листа — крышечкой кувшинчика, предохраняющий его содержимое от попадания ненужных предметов или капель дождя. Верхний край кувшинчика слегка вогнут, и внутренний край его покрыт ароматным нектаром, привлекающим насекомых. Под этим сладким ободком стенки кувшинчика совершенно гладкие, там не за что зацепиться, и насекомое скатывается внутрь, попадает в наполняющую сосуд жидкость и тонет. Иногда внутренняя поверхность кувшинчика покрыта специальным воском, который скользит под лапками, и тогда жертва падает в жидкость перемазанная этим воском и уже не в силах барахтаться. После этого начинается процесс пищеварения .
Кувшинчики очень ярко и пестро окрашены и привлекают насекомых не только ароматом, но и раскраской «под цветы». Они бывают разной формы и размера, их длина варьирует от 2,5 до 30 см, а у некоторых видов может достигать 50 см. Жидкость в кувшинчиках кисловатая на вкус, знаменитый исследователь Альфред Уоллес как-то попробовал ее, и ему понравилось. Орангутаны часто пьют эту жидкость, при этом держат кувшинчики, как бокалы. Самый большой кувшин — у непентеса Аттенборо, недавно открытого в горной местности филиппинского острова Палаван, крупнейший из его кувшинчиков имел объём 1,5 литра.
Тем не менее самым большим насекомоядным растением считается непентес Раджа, этот редкий вид — эндемик горы Кинабалу на Калимантане, он растет на высоте от 1500 до 2650 метров над уровнем моря. Из-за хищнического вывоза в Европу и Америку он едва не вымер, но сейчас находится под охраной закона в созданном малайзийскими властями Национальном парке. Его кувшинчики могут достигать 41 см в высоту и 20 см в ширину. В них, бывает, попадают не только крупные членистоногие, но и небольшие позвоночные: мыши, ящерицы, птицы, но это случайность, непентес обычно ими не питается. Более того, с одним редким грызуном – кинабулийской крысой, которая тоже живет исключительно на этой горе, у них совет да любовь, то есть симбиоз. Непентесу совершенно не нужно быть убийцей, необходимые ему вещества он может получить из фекалий; пока крыса лакомится сладкими выделениями нектарников, она испражняется, и этих экскрементов растению достаточно.
И непентес Раджа — не исключение. Некоторые крупные непентесы вступают в союз с горной тупайей; зверек забираются на кувшинчик и усаживаются на него, как на унитаз. Тупайя подкрепляется и оставляет непентесу свой помет. Кувшинчики для относительно тяжелых крыс и тупай специально модифицированы, они более толстостенные, а ободок кувшина не скользкий. Тем не менее несчастные случаи изредка случаются, животное может упасть внутрь и погибнуть, но ведь и люди, бывает, тонут в ванне.
Крошечные летучие мыши гладконосы Хардвика находят приют и отдых в кувшинчиках непентеса Хемсли, их тут никто не беспокоит. Матери могут уютно устроиться внутри с детенышами и даже оставить тут спящего малыша, улетая на поиски пищи. Мышь не рискует попасть непентусу на обед: пищеварительная жидкость в сужающемся книзу кувшинчике находится только у самого дна. Более того, этот непентес привлекает выгодных, расплачивающихся богатыми азотом фекалиями жильцов: внутренняя стенка верхней части кувшина хорошо отражает ультразвуковые сигналы летучих мышей, позволяя им быстро сориентироваться и лететь прямиком к поджидающему его растению. Еще один непентес, непентес раффлезиана, стремится стать симбионтом этих мышек, у него понижен уровень жидкости в кувшинчике, но он пока не работает как ультразвуковой отражатель. В этом случае мы воочию видим, как происходит эволюция.
В кувшинчиках калимантанских непентесов размножаются миниатюрные узкоротые квакши. Очевидно, пищеварительные ферменты на них не действуют. А беспозвоночных в разных непентесах обитает великое множество – различные мухи откладывают в них яйца, личинки спокойно развиваются. И простейшие прекрасно себя чувствуют — одних раковинных амеб в них насчитали семь видов.
В кувшинчиках непентеса изящного обитают два вида пауков-бокоходов. Они сидят на ободке и караулят падающие вниз жертвы, а если их не удастся перехватить — ныряют за ними на дно, и с ними ничего не происходит. Это называется клептопаразитизм — кража чужой добычи.
Один вид муравьев — древоточцев, эндемиков Калимантана, завязал настоящие симбиотические отношения с непентесом двушпорцевым. Муравьи ухаживают за непентесом: чистят кувшинчик, приводят в порядок его края, выкидывают непереваренные хитиновые останки и даже прогоняют вредителей, позарившихся на их хозяина. Главное, муравьи оставляют в кувшинчике свои фекалии, а взамен они получают от непентеса специальные побеги, где устраивают колонии, и питаются сладким нектаром.
Саррацении, чьи ловушки тоже напоминают кувшины — насекомоядные растения Северной Америки, живут они в заболоченных местностях на востоке США и юге Канады, предпочитают сфагнумовые торфяные болота. Их ловчие листья в виде трубочек образуют прикорневую розетку, сверху они обычно полуприкрыты шапочкой. Внутренняя поверхность ловушки сверху и снизу гладкая, по ней пойманное насекомое скользит вниз, а посередине, как и в крышечке, находятся нектарники со сладким соком. Трубочка-ловушка дифференцирована на три зоны. Верхняя – с гладкой восковой кутикулой и черепитчатым строением стенок. Средняя – имеет длинные и острые, направленные вглубь, щетинки, между которыми расположены нектарники. Ими, кстати, изобилует также ободок урны, крышечка и наружная поверхность. Последняя (нижняя) зона, как и верхняя, отличается безукоризненной гладью. Трубочка примерно на четверть или наполовину заполнена пищеварительным соком; впрочем, у саррацении пурпурной и некоторых других в кувшинах живут личинки кровососущих комаров рода Wyeomyia , добычу саррацении сначала переваривают они, а она питается продуктами их жизнедеятельности. В кувшин саррацении попадают различные насекомые, как летающие, так и ползающие, особенно ее любят муравьи. У одного вида саррацении на наружной стороне трубочки от земли до самого верха простирается сладкая дорожка, по которой муравьи поднимаются навстречу своей гибели.
Недавно обнаружили, что в провинции Онтарио (Канада) пурпурные саррацении добавляют в свой рацион земноводных — молодых желтопятнистых амбистом. Исследователи обнаружили, что в каждой пятой саррацении сидело по амбистоме, а в некоторых и по две; по их расчетам, растения уничтожают до 5% этих хвостатых амфибий в данной местности. Как они туда попадают, не понятно. Пурпурная саррацения — это то самое растение, которое в начале XIX века было тайком привезено в Европу и акклиматизировано в Ирландии, на чьих торфяниках оно и сейчас прекрасно себя чувствует.
Не надо думать, что хищное растение стоит на вершине пищевой пирамиды и потому у него нет врагов. У саррацений врагов немало: тли, пауки, ворующие ее добычу. Но гораздо опаснее пауков другие грабители: птицы, добираясь до пойманных насекомых, разрывают стенки ловчих сосудов. И росянка, увы, вовсе не королева торфяных болот. Болотные муравьи научились не попадаться в ловушки, зато вытаскивают из них чужую добычу и тащат к себе домой. А в Бразилии ловкие бабочки-пальцекрылки научились выращивать потомство на местной росянке; гусеницы ловко избегают липких щупалец, выпивают «росу» и едят как добычу росянки, так и само растение.
Но, конечно, самый главный враг плотоядных растений — человек. Люди бездумно осушают болота, что ведет к сокращению их ареалов, но, главное, браконьеры вывозят их из родных мест, ведь тропические «зеленые хищники» очень красивы и пользуются спросом как декоративные растения. Увы, уход за ними очень сложен, они чувствительны не просто к температуре и влажности, но и к смене света и темноты, к колебаниям температуры в течение суток — например, для горных непентесов важно, чтобы ночью температура была значительно ниже дневной. Эти растения не для подоконников, хорошо они себя чувствуют только в ботанических садах и специальных оранжереях. Кстати, основная причина гибели плотоядных растений в домашних условиях — переедание! Хозяева их перекармливают от излишнего усердия. Так что давайте оставим их в дикой природе или в руках заботливых садоводов. Даже обычную нашу росянку содержать дома нелегко, много лет назад я в этом убедилась, когда притащила несколько кустиков из Звенигорода в Москву. Она жила у меня довольно долго, но есть ничего не желала — ни мух, ни комаров, ни мяса. Теперь-то я понимаю, что дело было в составе воды. Это только у Дарвина росянка себя чувствовала прекрасно! Но он же гений…