Анастасия Кириченко
Генератор слов

Познакомьтесь с самыми быстрыми растениями мира

Сложнейшие ботанические механизмы позволяют растениям двигаться, захватывать, удерживать насекомых и даже взрываться без помощи мышц.

Познакомьтесь с самыми быстрыми растениями мира

Динамитное дерево Hura crepitans может разбрасывать свои семена достаточно далеко, чтобы пересечь олимпийский бассейн, дикий огурец "выплевывает" свои семечки на расстояние до 10 метров, росянки ловят мух на липкую жидкость и затем закручивают жертву в свой лист, а стыдливая мимоза складывает листик в течение нескольких секунд после того, как до нее дотронешься. И это отнюдь не все причудливые проявления движения растений.

Ловушки

Вот один из самых грозных хищников растительного мира. Сгибаясь, листья венериной мухоловки молниеносно захватывают свою добычу. Внутренняя поверхность ловушки имеет розоватую пигментацию. Она привлекает мух и других насекомых. Садясь в ловушку, муха задевает едва заметные мечевидные волоски. После того, как насекомое потревожит два или больше "датчиков" ловушка срабатывает и муха навсегда остается зажата между плотными створками.

Это хитрый природный механизм, ведь при первом касании ловушка не срабатывает, а закроется лишь после того, как растение убедиться в том, что добыча в зоне поражения. Более того, ловушка не закрывается плотно сразу , а только немного смыкает свою "клетку", так более мелкие насекомые, не представляющие для мухоловки большой пищевой ценности, могут покинуть ловушку и растение возобновит охоту, не тратя свои силы на такую "мелочь".

Поразительно, но некоторые растения используют подобные механизмы и под водой. Еще один "хищник", уртикулярия или пузырчатка растет именно в этой среде, наружу выступают только красивые желтые или белые цветы. Подводные стебли растения усеяны ловушками размером в несколько миллиметров и имеют форму мешка с откидной крышкой.

Но для того, чтобы ловушка сработала, растение выкачивает воду из мешочка и закрывает крышку. На внешней поверхности ловушек расположены рецепторы, и как только их потревожит потенциальная добыча, например, личинка комара, ловушка резко открывается, всасывая воду и незадачливое насекомое, которое теперь станет обедом пузырчатки. Время захвата жертвы составляет миллисекунду.

Пузырчатка ©MICHAL RUBEŠ, WIKICOMMONS (CC BY 3.0 CZ)

К примеру, если бы венерина мухоловка росла под водой, то на закрытие ловушки ей бы понадобилось около 10 секунд. За это время даже "сонная" личинка успела бы ускользнуть из ее неповоротливых листьев.

Но растения успешно преодолевают эти ограничения посредством механической неустойчивости, создаваемой путем накопления энергии в ходе роста. Подобно струне лука, растягиваемой до натяжения, растения могут накапливать потенциальную энергию. Когда струна натягивается до предела, она высвобождается, превращая потенциальную энергию в кинетическую.

Изучением механизма движения растений занимался еще Дарвин, но сейчас, с наличием массы технологий и возможности высокоточной съемки, некоторые принципы движения удалось уточнить. Самих механизмов движения существует множество, и каждое растение обладает собственными эффективными инструментами взаимодействия с окружающей средой для достижения определенной "выгоды".

Движение без мышц

Механизм действия ловушек венериной мухоловки прост и гениален одновременно. Так во время того, пока будущая добыча раздражает специальные внутренние рецепторы, напряжение на зеленой части листа возрастает. Как только оно достигает своего апогея, ловушка захлопывается, меняя форму и сужаясь, как книга.

На закрытие уходит всего десятая доля секунды, поэтому обреченная жертва даже не успевает среагировать. Через несколько дней ловушка снова откроется, а остатка ее трапезы сдует ветром и смоет дождем.

Итак, закрытие происходит посредством преобразования скопившейся энергии в кинетическую. Однако, если растение поймет, что поймало что-то несъедобное, то ловушка через время откроется в поиске новой жертвы.

До недавних пор четко запечатлеть механизм закрытия ловушки не удавалось и только посредством использования камеры, делающей порядка тысячи кадров в секунду это стало возможным.

Взрывы и ходьба

Ученые обнаружили, что некоторые виды сфагнума способны "взрывать" капсулы со спорами, чтобы обеспечить их распространение на максимальное расстояние. Так в солнечную, безветренную погоду капсулы со спорами усеивают поверхность мха, они обезвоживаются и раздуваются, внутри образовывается избыточное давление, которое порой доходит до несколько атмосфер. Когда давление становится предельным, капсула взрывается, образуя целое облако спор.

Мы привыкли думать, что растения очень статичные, они медленно растут и, конечно же, не могут прыгать или ходить. Но споры обычного полевого хвоща доказывают, как далеко это утверждение от истины.

Эти споры имеют Х-образную форму, когда они сухие, их "ножки"сжаты, а когда мокрые — разжимаются. Благодаря непрерывному чередованию этих процессов, споры могут "уходить" от материнского растения на внушительные расстояния и даже подпрыгивать.

Разнообразие механизмов

Фактически каждое "двигающееся" растение использует собственные механизмы. К примеру, известный паразит омела, а именно ее карликовый американский вид, использует для распространения своих семян температурный градиент.

Итак, примерно за минуту до того, как омела выбрасывает семена, некоторые точки растения нагревается примерно на 2 градуса благодаря тепловой реакции в митохондриях. Именно эта реакция запускает механизм расширения, взрывая семена.

Карликовая американская омела ©J. SCHMIDT

Но и это еще не самый странный механизм. Так мох тополевый брахитециум можно по праву считать "футболистом" мира растений. Он "пинается" гибкими структурами ткани, которые окружают споры. Когда микроскопические "зубы" растения поглощают воду, они изгибаются и деформируются. По мере высыхания, зубы выходят наружу, поднимая споры, чтобы их подхватил ветер.

Мох тополевый брахитециум © F. GALLENMÜLLER ET AL. AOB PLANTS 2018

Еще один удивительный приспособленческий механизм демонстрирует Руэллия (Ruellia ciliatiflora). Цветок имеет специальные "контейнеры", каждый из которых содержит около 20 семян. Их форма напоминает диск. По мере роста и развития семени, контейнер напрягается, в его тканях концентрируется избыточное давление.

Когда напряжение доходит до предела, контейнер разрывается, а дискообразные семена разлетаются, вращаясь со скоростью до 100 тыс. оборотов в минуту.

Почему же растения развили эти причудливые механизмы? К примеру, растения-хищники получают из своей добычи азот и фосфор, которых им не достает в почвах. В то же время другие "движущиеся" растения используют специальные механизмы чтобы получить эволюционное преимущество и распространять свои семена как можно дальше.


Природа удивительна и разнообразна, каждое существо одновременно может быть как хищником, так и добычей. В восхищении природой и изучении ее ключевых свойств и методов, пожалуй, кроется секрет не только гармоничного сосуществования, но и совершенствования человечества и его технологий.

По материалам Science News

Один хлопок? Или же бурные овации? Хлопая больше или меньше, вы показываете, какой пост действительно чего-то стоит.
Анастасия Кириченко Генератор слов
Комментарии