Растения хищники: ловчие листья

Хищные растения эволюционировали на бедных азотом почвах и растут, как правило, в заболоченных лесах, лугах, собственно на болотах или высоко в горах, преимущественно в областях с теплым или тропическим климатом. Эти гениальные выдумщики научились дополнять свой рацион пищей животного происхождения, чаще всего насекомыми. Но в ловушки самых изощренных из них иногда попадает и более крупная добыча: мыши и даже крысы.

Хищные растения поразили Дарвина, он засомневался в естественном происхождении столь сложных систем. Дарвин поставил ряд лабораторных опытов: он изучал «вкусы» растений и составлял «меню». Его привлекла способность растений переваривать пищу, их хватательные движения, высокая чувствительность к прикосновениям — то есть свойства, схожие с таковыми у животных. Впоследствии эти опыты стали серьёзной научной работой, вобравшей в себя множество уникальных наблюдений и смелых выводов.

Изучение хищных растений так захватило Дарвина, что в письме к Лайелю он пишет: «В настоящее время Drosera (росянка) интересует меня больше, чем происхождение всех видов на свете». Дарвин долгое время не решался опубликовать результаты этих работ. Лишь через 15 лет, когда они были дополнены другими исследователями, он издал книгу «Insectivorous Plants» (1875). Второе издание «Насекомоядных растений» с большими дополнениями, написанными его сыном, вышло после смерти Дарвина, в 1888 году.

Однако книга не сразу нашла признание среди учёных своего времени и подверглась жестокой критике. Директор Петербургского ботанического сада Регель (1879) заявил, что утверждение Дарвина о существовании в природе насекомоядных растений принадлежит к числу теорий, «над которыми всякий здравомыслящий ботаник и естествоиспытатель просто смеялся бы, если бы оно не исходило от прославленного Дарвина. Мы надеемся, что холодный разум и основательное наблюдение наших немецких исследователей скоро забросят эту теорию в ящик научного хлама, который сами бывшие последователи таких теорий меньше всех захотят когда-либо открыть».  Вопреки злопыхателям, до сих пор фундаментальная работа Дарвина является крупнейшим вкладом в изучение насекомоядных растений.

Плотоядные растения эволюционировали в пяти группах цветковых растений. Причем тип ловушки не зависит от принадлежности растения к определённому семейству, а механизм ловли у них самый разнообразный:

• ловчие листья в форме кувшинов;
• листья, которые смыкаются в виде капканов;
• липкие ловушки;
• засасывающие ловушки;
• ловушка типа крабовой клешни.

Сейчас хотелось бы поговорить о ловчих листьях или хитрых кувшинах. Ловчие листья возникли независимо на разных континентах: в обеих Америках, в Австралии, Юго-Восточной Азии. Они прекрасны, но их красота смертельна. Под ней кроются ловушки, убивающие неосторожных.

Самые простые из них растут в болотистых лесах тропической Южной Америки. Там деревья увешаны бромелиями, родственниками ананасов. Многие бромелии растут как эпифиты, но корни, висящие в воздухе, не могут впитывать воду и питательные вещества из почвы. Вместо этого листья образуют в центре растения колодец, куда в дождь наливается вода. Туда же попадают опавшие листья. Лягушкам древолазам воронки бромелий кажутся миниатюрными прудами. Но бромелии рода брохиния, в частности, Brocchinia reducta, не столь гостеприимны. В ее колодце содержится кислота и пищеварительные ферменты, а листья покрыты воском и скользкие как лед. Насекомое сползает в ужасный колодец, где будет переварено.

Воронка брокхинии

Начав с самого простого, природа путем естественного отбора создала более совершенные и сложные ловушки. Забравшись на верхушку столовых гор Венесуэлы, Бразилии или Гаяны, вы погрузитесь в затерянный мир древних плато. На языке индейцев эти плато называются «тепуи», что означает «дом богов». И только здесь растет гелиамфора из семейства саррацениевые – название ее происходит от мест, в которых она обитает, «кувшин болот» – именно так переводится “Heliamphora”. В отличие от родственницы саррацении, гелиамфора растет очень медленно, а зацветает в среднем через семь лет, после прорастания семени. Возникает впечатление, что лист просто свернут в трубочку со швом посередине, но это не значит, что ловушки примитивны, совсем наоборот. Растение идеально приспособилось к жизни на верхушках изолированных гор. Здесь почти постоянно идет дождь, доставляя неудобство гилиамформ, ведь у них нет крышечки, и кувшины могут переполняться водой. Но даже во время дождя уровень воды в кувшинчике вдруг начинает падать. Шов скрывает отверстие, отводящее воду через плоский канал. Это водосточная труба, по которой вода стекает к основанию.

Heliamphora nutans

В Северной Америке произрастают, пожалуй, самые красивые хищники среди растений. В сосновом лесу на юго-востоке США можно набрести на заросли удивительной саррацении желтой (sarracenia flava). Она отращивает длинные воронки, на крышечках которых выделяется нектар, а внутри колодца образуются смертельно опасная кислота и пищеварительные ферменты.

Заросли саррацении желтой

Заросли саррацении образуют невероятные вариации окраски: красные с желтой крышечкой, пурпурные, белые. Разноцветные яркие воронки исполняют ту же роль, что и цветы, привлекают внимание насекомых, обещая сладкий нектар. Известно около 10 видов хищных растений рода саррацения (Sarracenia) из семейства саррацениевые. Все они происходят из южной части Северной Америки.

Саррацения желтая

Очень редко можно встретить заросли саррацении белолистной (sarracenia leucophylla), образующие неземной цветущий луг. Капельки манящего сладкого нектара выступают на нижней стороне листа. Насекомые так заняты поеданием нектара, что не замечают, как держаться все труднее, стенки воронки скользкие и спасения нет. Но порой труды растения напрасны, во многих кувшинах живет паук рысь, который ворует законную добычу саррацении.

Саррацения белолистная (Sarracenia leucophylla)

Саррацения пурпурная (Sarracēnia purpūrea) произрастает до самой Канады. В ее кувшинах не овыделяются пищеварительные ферменты, поэтому ей нужна помощь, чтобы переварить пищу. На ее крышечке также вырабатывается нектар, и растут волоски, способствующие соскальзыванию внутрь. Пойманные насекомые идут на дно, где личинки комара помогают растению разлагать добычу, а также выделяют в раствор питательные вещества, легко усваиваемые сарраценией.

Саррацения пурпурная (Sarracenia purpurea)

Саррацения пурпурная (Sarracenia purpurea)

Еще один хищник из Северной Америки — дарлингтония, редкий род семейства саррацениевых, тщательно охраняемый согласно Вашингтонской Конвенции. Этот единственный вид, входящий в род, называется дарлингтония калифорнийская — Darlingtonia californica, область ее распространения в дикой природе очень ограничена – это относительно небольшой район между американскими штатами Орегон и Калифорния. Листья дарлингтонии напоминают приготовившуюся к нападению кобру с распущенным капюшоном. В зависимости от благоприятствования внешних факторов, они вырастают до метра в длину, а невзрачные цветки этого растения, могут достигать в диаметре 6 см.

Дарлингтония калифорнийская (Darlingtonia californica)

Вход в ловушку дарлингтонии скрывает выпуклый капюшон, задняя стенка которого покрыта прозрачными окошками. Сквозь них виден внешний мир и это помогает одурачить насекомого. Муха чует сладкий нектар на кромке капюшона и не может устоять перед искушением. Однако внутри инстинкты приводят ее к гибели. Поев, она пытается подлететь к свету, но на пути ее оказывается очень скользкая поверхность. Из всех насекомоядных растений Америки, у дарлингтонии самый чужеродный облик.

Цветок дарлингтонии

Дарлингтония ловит свои жертвы, также привлекая их выделяемым запахом. Стенки листьев-ловушек покрыты волосками, допускающими движение насекомых только внутрь. Насекомые попадают в ловушки-накопители, из которых уже не могут выбраться. Они растворяются в пищеварительных соках, и растение получает необходимые питательные субстанции. Но это как бы дополнительное блюдо, основные питательные вещества поступают через корневую систему.

Но в Старом Свете другая группа растений также развила кувшины еще более хитроумной конструкции. В джунглях Юго-Восточной Азии растет непентес, его лианы вьются по деревьях часто на десятки метров, а ловушки-кувшины свисают на концах листьев. Существует около 130 видов непентесов, их разнообразие поражает. Самый крупный хищник среди растений обитает на склонах горы Кинабалу на Борнео – непентес раджа (Nepenthes rajah). Известно всего 4 небольших участка, где произрастает непентес раджа группами около 400-500 растений. Таким образом, в мире насчитывается всего около 2000 непентесов раджа на склонах единственной горы. Торговля этим видом строго запрещена международной конвенцией CITES.

Самое крупное хищное растение в мире — непентес раджа

Непентесы самые совершенные приспособленцы для питания насекомыми. Недавно выяснилось, что для ловли непентесы используют как минимум 2 механизма ловчего аппарата. Один из них — аквапланирование на влажном верхнем крае кувшина. Благодаря специфической микроструктуре кувшинчика капли воды образуют тонкую водную пленку, по которой насекомые соскальзывают внутрь. Но при низкой влажности край кувшинчика может высыхать и становится неэффективным для ловли. Другой ловчий механизм непентесов организован более изощренно. В верхней части внутренней стенки кувшина располагаются железы, секретирующие воск. Восковой налет двухслойный: верхний слой состоит из налегающих друг на друга мельчайших чешуек, или кристаллов, которые легко отрываются от нижнего слоя и прилипают к лапкам членистоногих. В результате, нарушается сцепление лапок со стенками кувшина, и насекомое оказывается на дне.

Непентес больше чем просто хищник. Непентес двушпорный (Nepenthes bicalcarata), назван так из-за двух наростов, вырастающих под крышкой. Наросты выделяют нектар, привлекающий насекомых, которые затем соскальзывают в кувшинчик. Однако в самом кувшинчике также обитают насекомые – муравьи. Они без проблем перемещаются по скользким стенкам кувшинчика и угощаются добычей растения. Они даже плавают в жидкости внутри ловушки. Но за обед всегда надо платить. Муравьи собираются на кромке ловушки, время от времени, очищая ее от нектара, сохраняя край скользким, помогая, таким образом, растению. Взамен, непентес предоставляет муравьям жилье – полость в стебле, где они строят гнезда.

Непентес двушпорный (Nepenthes bicalcarata)

Некоторые насекомоядные растения из хищников превратились в вегетарианцев. Это непентес кувшинчиковый (Nepenthes ampullaria), его крышка откинута назад, открывая кувшинчик древесному пологу. Горлышко кувшинчика ловит листья и ветки, падающие с деревьев, нависающихе над растением. А внутри кувшинчика целое сообщество разных существ (личинки разнообразных комаров и даже головастики) расщепляют листья, помогая растению добывать питательные вещества. Крошечный мир, спрятанный в кувшине…

Непентес кувшинчиковый (Nepenthes ampullaria)

Непентесы не только хищники. Они формируют разнообразные сложные отношения с животными. К непентесу раджа наведываются необычные гости: млекопитающие. На нижней поверхности крышки образуется нектар, и недавние наблюдения скрытыми камерами подтвердили эту Тупайя, лакомясь, роняет в кувшин свои фекалии и эти питательные вещества дополняют обычный рацион растения. Тупайя активна только днем, но с наступлением темноты приток удобрений к непентесу не прекращается. В темноте он по-прежнему производит нектар, которым кормится кинабулийская крыса. Как и тупайя, она забирается на кувшин и поедает нектар на внутренней стороне его крышечки, ее экскременты падают внутрь. Кувшины очень велики, а кинабулийская крыса мала и, поскользнувшись, может стать пищей растения. Но не это является целью непентеса. Растение не питается позвоночными, лишь случайно соскальзывая внутрь мелкие грызуны становятся его добычей. Ловушки так велики, что грызуны не могут выбраться наварх и тонут, а затем перевариваются. Иногда в ловушке можно найти скелет.

Облетевшая весь мир фотография «Rat Eater»

Недавняя фотография крысы, попавшейся в огромный ловчий кувшин на склонах Кинабалу, произвела настоящую сенсацию. Снимок появился в газетах всего мира и на веб-сайтах. Это говорит о том, что людей интересуют растения, ловящие и убивающие животных, не меньше чем в викторианские времена, когда впервые было сделано это открытие.

Татьяна Захарова