Феликс Патури - Растения - гениальные инженеры природы
Однако рациональное расположение листьев еще не гарантирует растениям низких широт полной победы в борьбе против светового и теплового облучения. Мы имеем здесь в виду своеобразную проблему противоречия между светом и тенью. В плотных сумерках тропических джунглей все живое стремится ближе к свету, чтобы затем, когда цель будет достигнута, стараться защитить себя от него.
В летние месяцы эта проблема доставляет много забот и людям. Мы предпочитаем работать в больших просторных комнатах с громадными окнами. Однако тот, кто хотя бы раз провел в жаркий солнечный день все 8 часов служебного времени в таком помещении, оценит в полной мере достоинства жалюзи. Они позволяют уменьшить нежелательную яркость освещения, а также смягчить тепловой нагрев помещения. Но жалюзи необходимо обслуживать. Ранним утром они лишь помеха в работе, следовательно, их надо поднять. Около 10 часов утра, когда на ваш письменный стол попадают еще только первые лучи солнца, достаточно установить створки жалюзи под небольшим углом и несколько приспустить сами жалюзи. Через час их следует опустить полностью, оставив створки в прежнем положении. Между 13 и 14 часами пополудни солнце ярко светит в окна. Настало время укрепить створки вертикально и тем самым полностью закрыть солнцу доступ в помещение. Однако ничто не стоит на месте. Где-то около 15 часов небо начинают заволакивать тучи: вот-вот разразится гроза. В помещении заметно потемнело; стало трудно работать. Пора поднимать жалюзи. Но не проходит и часа, как с неба вновь беспрепятственно льются жаркие лучи солнца. Все повторяется сначала. Поэтому неудивительно, что промышленность, выпускающая подвижные солнцезащитные шторы для окон, начинает рекламировать «полный комфорт», предлагая для продажи такие системы, которые автоматически регулируют положение шторы в зависимости от степени освещенности.
Однако то, что представляет для нас дорогой и современный комфорт, своего рода техническое «достижение», для растения является делом само собой разумеющимся. Бобовые растения, широко представленные в тропиках как деревьями, так и кустарниками, особенно эффективно решают проблемы света и темноты. Подобно самым совершенным жалюзи, они самостоятельно регулируют уровень теплового и светового облучения, по мере надобности плавно изменяя положение своих листьев от горизонтального к строго вертикальному. При наиболее благоприятной для них умеренной освещенности растения располагают свои опущенные листья горизонтально. При ярком же освещении они поднимают листья вертикально вверх, иногда даже складывая их попарно. Равным образом они ведут себя и в темноте. Но если днем при солнце эти движения обеспечивают защиту от чрезмерного нагревания, то ночью они позволяют уменьшить излучение тепла в пространство. Растения средней полосы в подобной солнцезащитной системе не нуждаются. Впрочем, никтинастия, наблюдающаяся у некоторых видов, например у обыкновенной фасоли или растущей во влажных лесах кислицы (фото 76, а и б), является в известной мере также средством предохранения от излишней потери тепла.
Фото 76а и 76б. Никтинастия кислицы предохраняет растение от избыточного теплового излучения.
Зимовать, как земляные белки
В этой книге мне приходится довольно часто упоминать о кактусах. Вот уже на протяжении почти двух десятилетий я не перестаю снова и снова удивляться этому необыкновенному семейству и с большим интересом нанимаюсь его изучением. Окружающая среда, в которой Обитают кактусы, нередко требует от всех этих колонно-, шаро-, цилиндро- и клубнеобразных творений природы такой жизнестойкости, которая находится буквально на пределе возможностей растительного организма.
Множество самых причудливых по форме кактусов обитает на пустынных нагорьях Мексики. Некоторые из них выработали в высшей степени несвойственный растениям способ зимовки. Подобно мексиканским сусликам, родственникам альпийских сурков, которые устраивают под землей норы и с наступлением зимнего засушливого периода впадают в глубокую, продолжительностью 6 или 7 месяцев, спячку, под землю на зимний покой уходит и лофофора (вид кактуса). [30] В земле тепло, и сюда не могут проникнуть холодные иссушающие ветры высокогорья. В феврале — марте с первыми весенними дождями серо-зеленый кожистый шар покидает свое «земляное гнездо» и выходит на дневную поверхность.
Механизм зимнего «самопогребения» растения функционирует удивительно просто. Лофофора, как и некоторые другие виды кактусов, закрепляется в почве с помощью длинного и мощного стержневого корня (фото 77). Осенью в местах ее произрастания наступает засушливый период. Растение сморщивается и ужимается настолько, что нередко теряет почти половину своего прежнего объема. Но стержневой корень продолжает крепко удерживаться в земле, поэтому верхняя часть растения с силой втягивается в землю. И вот уже ветер заносит песком то место, где прежде находилось растение. Кактус «переехал» на зимнюю квартиру. Весной сморщенное тело начинает быстро впитывать воду и в течение немногих дней вырастает до своих первоначальных размеров. В тепле и при хорошем освещении рост продолжается, и вскоре растение зацветает.
Фото 77. Лофофора (вид кактуса) закрепляется в почве с помощью мощного и длинного стержневого корня. С наступлением зимы верхняя часть растения сильно усыхает, и корень легко «утаскивает» ее под землю. Вскоре ветры заносят песком и пылью то место, где прежде находилось растение.
Техника информации: от сигнальных флажков до компьютера
Сигнальные флажки, светофоры, запахи и тепло
Растения добились многого в области статики сооружений, они успешно передвигаются по суше, по воде и по воздуху, являются мастерами своего дела в гидравлике и прикладной термодинамике, научились использовать энергию света, прекрасно чувствуют время и могут проводить точные химические анализы. И во всех перечисленных областях они достигли истинного совершенства. Если перелистать справочник инженера или ознакомиться с перечнем факультетов в техническом вузе, то можно обнаружить, что все рассказанное в этой книге о необыкновенных возможностях растений имеет свои параллели в различных областях науки и техники. Но до сих пор ничего еще не говорилось ни об измерительной технике, ни о технике передачи информации. Задача этих двух направлений знаний — помочь человеку ориентироваться в окружающем мире, научиться распознавать события, уметь излагать свои мысли так, чтобы они стали понятны другим. Это круг тех проблем, с которыми очень часто приходится сталкиваться и растениям. Каким же образом они решают их?
Под информационной техникой в узком смысле слова понимают передачу информации, а в широком — также ее получение, обработку и накопление. Но где же растениям приходится решать подобные задачи? Разумеется, там, где они вынуждены сотрудничать с другими живыми существами. Сказанное относится в первую очередь и опылению растений с помощью насекомых или других животных. Для того чтобы насекомые могли с наибольшей пользой для обеих сторон (для себя — получить как можно больше сладкого нектара, для растений — эффективно опылить их) перелетать от цветка к цветку, процесс опыления должен быть организован очень рационально. Это становится возможным только посредством применения тех или иных методов передачи информации. Растения, например, должны выставить сигналы, которые делали бы их цветки особенно заметными. Такой прием позволит намного уменьшить число разведывательных полетов. Особую маркировку надлежит иметь тем цветкам, которые не достигли еще зрелости, то есть не могут быть опылены и не в состоянии предложить насекомому сладкую взятку за его труд. Важно также каким-то образом отметить цветки, которые уже опылены и не содержат более нектара, ибо им уже успел полакомиться кто-то ранее. Это избавит насекомое от напрасной работы. От вида опылителя зависит выбор растениями соответствующего сигнала. Для пчел и жуков должны существовать одни сигналы, для мух — другие, а для колибри или летучих мышей — третьи. Цветок, опыляемый только птицами, не должен привлекать насекомых. На открытой территории предпочтение следует отдавать оптическим средствам сигнализации. Напротив, для плохо просматриваемой местности надо найти другие методы связи.
Каталог существующих у растений приемов передачи информации можно сравнить с программой работы технолога, занятого в промышленности. Объем стоящих перед растениями в этой области задач чрезвычайно велик. В связи с этим палитра найденных ими решений настолько богата, что до сих пор человеку удалось тщательно изучить лишь незначительную часть их. На эту тему написана не одна толстая книга. Как и в других случаях, нам остается лишь одно: ограничить наш рассказ несколькими примерами.
