Феликс Патури - Растения - гениальные инженеры природы
Совершенство приспособления
Объединение интересов
Рациональное существование в конкретной окружающей среде возможно лишь при условии оптимального приспособления к ней. Но приспособление — это прежде всего специализация, а специализация невозможна без разделения труда. Все виды приспособлений, встречающиеся у растений, представляют собой образцы дифференциации функций: корни, стебель, листья — каждый из вегетативных органов выполняет свои конкретные и очень важные для растения в целом функции. Ходульные, воздушные и цепляющиеся корни, листья-ловушки для насекомых, защищающие растения шипы и колючки, запасающие воду урнообразные листья, способные планировать семена — это только некоторые примеры дифференциации обязанностей в растительном мире. Иногда разграничение функций может выходить за рамки отдельного растения. В таких случаях, которые мы можем рассматривать как особенно сложные формы приспособления, происходит объединение растений разных видов или даже растений и других организмов в одно неделимое целое.
Девятнадцатый век был, в частности, веком охоты за орхидеями. На первых норах эти исключительно нежные цветы были в Европе большой редкостью и стоили очень дорого. По этой причине в то время находилось немало любителей приключений, готовых без всякого оснащения и с большим риском для жизни отправиться в тропические джунгли. Там с помощью подручных средств они сваливали деревья-гиганты, в раскидистых кронах которых, высоко над землей, чаще всего и росли эти драгоценные растения. Помимо обычных опасностей, поджидавших охотников за орхидеями в подобных экспедициях, существовал, реальная угроза погибнуть во время обратной дороги домой. Нередко единственно возможным путем доставить ценный груз на побережье океана оказывался спуск по незнакомым рекам на примитивных лодках-долбленках. Если лодка опрокидывалась, груз погибал. Та же участь постигала порой и людей. Поэтому неудивительно, что уже тогда в Европе предпринимались попытки искусственно выращивать орхидеи. Но все усилия оканчивались неудачей еще на стадии прорастания семян. Лишь в 1904 году, то есть почти 200 лет спустя после появления в Европе первых экземпляров экзотических орхидей, французскому естествоиспытателю Ноэлю Бернару удалось раскрыть тайну их развития. Оказалось, что на свободе орхидеи прорастают только с помощью одного из видов почвенного гриба, который продолжает сожительствовать и со взрослым растением. Запасы питательных веществ в собственном семени орхидеи настолько малы, что проросток для своего дальнейшего развития нуждается в няньке-кормилице. И вот тут-то на помощь приходит обитающий в корнях орхидеи микоризный гриб. Его мицелий (грибница) проникает в почву и поглощает из почвы питательные вещества, которыми и пользуются орхидеи. Взамен они снабжают гриб углеводами, поскольку он самостоятельно не может синтезировать этот продукт. Итак, растение и гриб вступают в тесные взаимоотношения друг с другом и образуют то, что экономисты называют объединением на основе общности интересов, а биологи именуют симбиозом. Подобное сожительство позволяет орхидеям лучше приспособиться к условиям своего обитания в кронах деревьев-великанов, нередко на высоте до 50 метров над поверхностью почвы. [43]
Аналогичная, но еще более тесная связь существует между микроскопическими зелеными водорослями и грибами. Симбиоз между ними привел к возникновению нового типа своеобразных комплексных растений, называемых лишайниками. О том, насколько взаимно полезной оказывается подобная форма взаимоотношений для обоих партнеров, свидетельствует характер тех мест на Земле, которые заселяются лишайниками. Там, где порознь не могут существовать ни зеленые водоросли, ни грибы, живет и развивается их общее дитя: на голых камнях, на отвесных скалах, на высохшей древесной коре или чистом песке, в исключительно неблагоприятных погодно-климатических условиях, высоко в горах и в Арктике.
Как же сотрудничают партнеры? Тело лишайников, слоевище, образуется из нитей грибов и из клеток или волокон зеленых водорослей. Грибы в состоянии химически разлагать даже скальную горную породу. За счет этого они получают и поставляют водорослям необходимые минеральные вещества. Кроме того, они хорошо удерживают влагу воздуха. Зеленые водоросли на свету синтезируют органические вещества и снабжают ими грибы. Этот практически единственный в своем роде тип сотрудничества в природе делает того и другого участника в высшей степени независимыми от воздействия большинства факторов окружающей среды. Перед нами исключительно эффективная форма приспособления к крайне суровым условиям жизни.
Симбиоз возможен также между растениями и животными, в частности насекомыми. В тропических лесах Старого и Нового Света произрастает целый ряд так называемых мирмекофильных растений. В их строении имеются некоторые особенности, которые делают возможным их симбиоз с муравьями. Ветви одного из видов тропических акаций (Acacia sphaerocephala) усажены многочисленными массивными черно-коричневыми колючками, длина которых достигает 4 сантиметров. На первый взгляд они воспринимаются как надежное средство защиты. Но это первое впечатление обманчиво. Внутри колючки полы, а их стенки настолько тонки и хрупки, что их легко раздавить пальцами руки. И все же они функцию защиты выполняют. Если сломать шип, то наружу выскочит множество муравьев, укусы которых заставят обратиться в бегство любого противника. Именно таким образом акация активно защищает себя от поедания травоядными животными. Данный симбиоз является обоюдовыгодным, то есть приносит пользу и растениям и муравьям: растение предоставляет насекомым жилье, защищенное от половодья, а внутренние ткани колючек акации служат муравьям пищей.
Сожительство с муравьями, правда несколько иной природы, известно также для некоторых видов южноамериканских бромелиевых. В пойменных лесах Амазонки и ее притоков уровень паводковых вод поднимается на несколько метров, что исключает возможность обитания муравьев непосредственно на земле. Каждый год они миллионами гибли бы во время разлива рек. Это обстоятельство заставило их переселиться на не заливаемые водой «верхние этажи» тропического леса. Они строят свои гнезда на деревьях. Для этих целей муравьи снизу поднимают кусочки почвы и приклеивают их к стволу с помощью специальных выделений. Сюда попадают и семена бромелиевых. Растения развиваются очень быстро и со временем охватывают своими корнями ствол дерева-опоры. В итоге вся постройка оказывается весьма прочной. Вот в таких своеобразных висячих садах и обитают муравьи. Пользу от совместного проживания получают также растения, ибо муравьи-садовники высаживают их там, где наводнения не могут угрожать их существованию (фото 84). Итак, перед нами вновь пример совместного приспособления организмов к окружающей среде, характеризуемого четким разделением функций, которое и делает данный симбиоз исключительно высокоорганизованной формой приспособления к неблагоприятным условиям жизни.
Фото 84. «Муравьиный сад» в тропических заболоченных лесах бассейна Амазонки. Высоко в кронах деревьев муравьи устраивают свои «гнезда-сады». Симбиоз насекомых и растений защищает тех и других от наводнений.
Маскировка — основа процветания
В пустынях и полупустынях Южной Африки, в области Высокий Велд, произрастает множество растений, которые стремятся слиться с окружающим каменистым рельефом местности. Рольф Раве, известный естествоиспытатель, коллекционер растений и прекрасный знаток флоры южноафриканских пустынь, неоднократно бывал в Велде и написал очень интересную книгу о его обитателях. В ней более ста фотографий, на которых изображены в большинстве своем довольно миниатюрные растения в их естественном окружении. Тот, кто привык иметь дело с роскошно изданными книгами, в которых идет речь о комнатных, садовых или дикорастущих европейских растениях, найдет фотографии, сделанные Раве, просто невыразительными. На более чем половине снимков он будет долго искать изображенное здесь растение, прежде чем с большим трудом обнаружит его. Но причина здесь отнюдь не в неумении фотографа или плохом полиграфическом исполнении. Она в самих растениях. По форме и окраске растение так уподобилось той каменистой почве, на которой растет, что его нелегко различить даже с расстояния одного метра.
В пустынях Малое Карру и Намакваленд обширные площади растрескавшейся земли нередко бывают сплошь усеяны кварцевой галькой. В таких местах можно обнаружить крошечные мясистые растеньица необычного белого цвета, формой напоминающие разбросанную вокруг гальку. Растения принадлежат к разным семействам и тем не менее очень похожи друг на друга в условиях необходимости замаскироваться под окружающий рельеф.
