СЕМЕЙСТВО РОСЯНКОВЫЕ (PARNASSIACEAE).

Три монотипных рода росянковых - росолист, венерина мухоловка (Рис. 7) и алъдрованда имеют более или менее узкое распространение. Самый же крупный род семейства - росянка, насчитывающий до 100 видов, является космополитом. Представители этого рода встре­чаются почти во всех климатических поясах обоих полушарий. Особенно много видов ро­сянок произрастает в Австралии и в Новой Зе­ландии.

Росянки - многолетние, как правило, бо­лотные травы с коротким ползучим или клубневидным корневищем и розеткой прикорне­вых листьев, покрытых красноватыми желези­стыми ловчими волосками-щупальцами с крас­ной железистой головкой, выделяющей липкий секрет.

Мелкие цветки собраны в конечные негустые кистевидные или метельчатые соцветия; не сросшиеся белые лепестки цветка росянки при основании вытянуты в желтоватый ноготок. У нас произрастают 4 вида росянок, из ко­торых наиболее широко распространена росян­ка круглолистна. Это чрезвычайно мелкое растение особенно ча­сто встречается в северных и центральных рай­онах нашей страны, в основном по торфяным болотам. Округлые листья собраны в прикорне­вую розетку. Вся верхняя сторона и края каж­дого листа усажены волосками-щупальцами с красной железистой головкой. В центре ли­ста железистые волоски короткие, а по краям более длинные. Головку волоска окружает про­зрачная капелька густой липкой тягучей сли­зи. Мелкие мухи или муравьи, привлеченные блеском этих капелек, садятся или вползают на лист и прилипают к нему. Насекомое ме­чется и бьется, пытаясь освободиться из ло­вушки, и при этом неизбежно задевает за липкие соседние капли. Все волоски потрево­женного листа изгибаются навстречу добыче и скоро обволакивают ее слизью. Раньше счита­лось, что насекомые просто прилипают к этой слизи, но недавно ученым удалось выделить из сока росянки два вещества, относящиеся к классу ами­нов, которые оказывают парализующее дей­ствие на насекомых. Край листа медленно за­гибается и покрывает свою добычу, которая здесь же вскоре начинает перевариваться. Этот процесс возможен благодаря тому, что слизь железистых волосков содержит пищева­рительные ферменты, напоминающие по соста­ву пищеварительный сок животных. Биохимичес­кими исследованиями определены следую­щие ферменты, вырабатываемые и выделяемые желёзками насекомоядных растений: пероксидаза, альбонуклеаза, липаза, эстераза, кислая фосфатаза, амилаза. В слизи также обнаруже­ны кислые полисахариды, состоящие из ксило­зы, манозы, галактозы и глюкуроновой кис­лоты. Под действием такого сложного секрета за сравнительно короткое время насекомые разлагаются и постепенно всасываются теми же желёзками внутрь растения. Какой же фактор приводит железистые волос­ки листа в движение? Учёные считают, что такая реакция наблюдается в тех случаях, когда вслед за механическим раздражением листа следует его хи­мическое раздражение, вызываемое вещества­ми, диффундирующими из тела пойманного на­секомого. Оказывается, лист росянки не толь­ко чувствует груз упавшего на него тела, но даже воспринимает его запахи.

Поскольку, способность питаться животной пищей выработалась у росянковых, как своеоб­разное приспособление к исключительно обед­ненному субстрату, растение извлекает из пой­манных насекомых, прежде всего, соли натрия, калия, магния, фосфор и азот.

Через несколько дней после поимки насеко­мого, лист постепенно раскрывается. На желе­зистых волосках снова выступают прозрачные капельки слизи. Ловушка вновь приведена в боевую готовность.

Если же на лист росянки упадет кусок сухой травинки или еще что-нибудь несъедобное, во­лоски-щупальца только чуть-чуть дрогнут и снова останутся неподвижными. Ч. Дар­вин отмечал, что падение на лист даже круп­ных тяжелых капель дождя не вызывает дви­жения волосков. Однако капля слабого раствора аминокислот или аммиака является для ли­ста сильным раздражителем.

Многие виды росянок, произрастающих в тропических странах, крупнее своих северных сородичей и могут ловить более крупных насе­комых. Длинные волоски этих видов, окружа­ющие центр листа, торчат во все стороны, как щупальца гидры. Они особенно быстро реаги­руют на любое, самое слабое прикосновение. В Австралии, например, произрастает росянка гигантская, вполне оправдываю­щая свое название. Ее гибкий крепкий восхо­дящий или цепляющийся стебель достигает в длину 60 - 100 см. Нижние стеблевые листья редуцированы до жестких шиловидных чешу­ек. Это своеобразное расте­ние со своими растопыренными ветвями, уса­женными длинночерешковыми ловчими листья­ми, подобно паутине, обладает обширной улавливающей поверхностью.

Близкий к росянкам полукустарник росолист лузитанский, или «португальская мухоловка», встречается в Испании, Португалии и Марокко, преимуще­ственно на сухих каменистых почвах, обладая хорошо развитой корневой системой. От корот­кого, прямостоячего, в нижней части одревес­невшего стебля отходят в сторону и вверх до двух десятков длинных узких линейных ли­стьев, желобчатых сверху и выпуклых снизу. Их верхняя поверхность и края густо усыпаны ловчими желёзками двух форм: сидячими и на ножках. Последние постоянно выделяют чрез­вычайно липкую густую слизь, содержащую кислые полисахариды, к которой насекомые, даже крупные, накрепко приклеиваются; при этом и железистые волоски, и сами листья ос­таются неподвижными.

Выделение пищеварительных ферментов про­изводят только сидячие желёзки, и лишь после того, как они получат раздражение от движе­ния пойманного насекомого; кислое содержимое железистых волосков, попадая на сидячие же­лёзки, усиливает их секреторную функцию. Перева­ривающая способность росолиста чрезвычайно велика: в течение дня одно растение средней величины успешно справляется с добычей, сос­тоящей из нескольких десятков крупных мух и других насекомых. Поглощение продуктов распада осуществляется, вероятно, желёзка­ми обеих форм. Секреторные желёзки всегда находятся в более или менее прямой связи с сосудами, пи­тающими лист. В головку желёзки проходит пучок трахеид, связанный с проводящими со­судами ножки желёзки, которые, в свою оче­редь, входят в сосудистую систему листа.

Относящаяся к семейству росянковых венери­на мухоловка яв­ляется эндемиком прибрежной части штата Се­верная Каролина в США. Она приурочена к скудным песчаным почвам с высоким уровнем грунтовых вод и нуждается в интенсивном освещении. Крупные белые цветки собраны в ко­нечные малоцветковые соцветия на верхушке цветоноса.

Рис. 7 Венерина мухоловка:

1 - общий вид растения; 2 - полузакрытый лист; з - закры­тый лист.

Хорошо развитые экземпляры венериной му­холовки могут переносить без вреда для себя как засуху, так и временное затопление. Черешок листа плоский и широ­кий, а пластинка листа превратилась в две округлые створки, лежащие под углом друг к другу; они снабжены по краям длинными крепкими зубцами. На верхней поверхности обеих половинок листа торчат вверх по три чувствительных волоска. Лишь только насекомое коснется одного из волосков, створки мухоловки стремительно захлопываются. При этом зубцы заходят друг за друга, образуя подобие щетки. Если добыча мала, она, может выполз из ловушки, но если внутри створок оказалось насекомое толще 3-4 мм, оно неизбежно погибнет. Чем отчаянней бьется оно в западне, тем крепче сжимаются створки листа, все сильнее прилегая одна к другой и сдавливая добычу. Верхняя (т. е. внутренняя) поверхность листа усеяна мелкими красными желёзками, выделяющими жидкость, которая содержит пищеварительные ферменты и муравьиную кислоту.

Тесно захлопнувшиеся ловушки растения удерживаются в таком состоянии до­вольно долго, обычно не менее 40 ч. При этом муравьи, составляющие в природе примерно одну треть всей добычи, остаются живыми в те­чение 8 ч и лишь после выделения желёзками кислой жидкости погибают. Причиной сохра­нения створок листа закрытыми учёные счита­ют механическое раздражение живыми муравь­ями чувствительных волосков. Когда начина­ется переваривание насекомых, в растворе по­являются ионы натрия, свободные аминокисло­ты и аммиак, являющиеся химическим стиму­лом, который поддерживает лист в закрытом состоянии.

По истечении определенного срока лист вене­риной мухоловки снова раскрывается, желёз­ки на его поверхности восстанавливаются и го­товы к повторному функционированию.

Единственным водным растением семейства росянковых является альдрованда пузырчатая, спорадически распространенная во внутриконтинентальных прибрежных водах всех климатических поясов Земли, исключая самые северные районы. У нас в стране это миниатюрное растеньице можно встретить и вцентральных районах европейской части, и на Кавказе, и в СреднейАзии, и на Дальнем Во­стоке.

Совсем неимея корней, альдрованда свобод­но плавает в водоеме. Ее тонкий, слабо ветвис­тый травянистый стебель с мутовками из 7-9 листьев, похожих на листья венериной мухо­ловки, всегда находится под водой. Широкие плоские листообразные черешки листьев суже­ны возле листовой пластинки, где оканчива­ются длинными шиловидными щетинками, ко­торые, как пики, торчат во все стороны.

Листовая пластинка состоит из двух полу­круглых, наклоненных одна к другой полови­нок. Это ловчий аппарат растения. Край листо­вой пластинки, усаженный заостренными од­ноклеточными волосками, загнут внутрь. Бли­же к центру располагаются четырехлопаст­ные крестовидные желёзки, которые выделяют слизь. В центральной части листовой пластин­ки, возле главной жилки, имеется множество сидячих округлых пищеварительных желёзок, а также большое количество чувствительных волосков.

Добычей альдрованы служат рачки, туфель­ки и другие микроскопические обитатели водо­емов. Задевая чувствительные волоски листа, они вызывают его закрывание; чем лист моло­же, тем он быстрее закрывается. Поэтому ловят животных главным образом молодые листья двух - четырех верхних мутовок. Животные, попавшие в западню, некоторое время продол­жают там плавать, но лист смыкается все плот­нее и плотнее, пока его плоские края не сопри­коснутся. При этом в центральной части листа образуется пузыревидная полость, из которой вода постепенно исчезает, заменяясь воздухом. Как предполагают, ис­чезновение воды в пузырьках объясняется вса­сывающей способностью всех желёзок, а появ­ление воздуха там, вероятно, связано с процес­сом фотосинтеза в окружающих зеленых клет­ках листа, которые на свету выделяют кисло­род. Дольше всего вода сохраняется в углуб­лениях возле жилки, в месте скопления пище­варительных желёзок, где и собираются все пойманные животные. Также обнаружили, что у альдрованды животная пища усваивается только в зре­лых листьях-ловушках, откуда питательные вещества переносятся прямо к точкам роста растения, минуя фотосинтезирующне участки листьев. Незрелые ловушки пищи не усваива­ют. Многие листья, переварив свой первый улов, вскоре после этого отмирают. Но эту убыль вполне компенсирует быстрое образова­ние новых листьев.

В мелких озерках стариц на Волге или Амударье можно наблюдать, как плавающие у по­верхности воды особи альдрованды выставляют на воздух свои мелкие одиночные цветки. При­гретые и обсушенные солнцем, цветки раскры­ваются, освобождая крупные пестики с пятью торчащими столбиками и сердцевидные пыль­ники, заполненные зрелой пыльцой. Поскольку насекомых над водой бывает не очень много, цветки ее часто остаются неопылепными и процент завязавшихся семян очень низок. Поэтому альдрованда размножа­ется главным образом вегетативно. С наступ­лением осенних холодов на концах ее веточек образуются зимующие почки, состоящиеиз плотно прижатых друг к другу зачатков ли­стьев. Отделившись от растения, эти почки па­дают на дно и там перезимовывают. Вес­ной из них развиваются новые молоденькие растения, которые легче воды, а поэтому всплы­вают наверх. Легкие цепкие стебли альдрован­ды без труда пристают к телу водоплавающих птиц, которые могут перенести их в другой водоем и там стряхнуть в воду. Таким образом, растение получает новое жизненное простран­ство для своего распространения.

ГРИБЫХИЩНИКИ.

Кроме съедобных и несъедобных в почве обита­ет множество таких грибов, которые не образуют плодо­вых тел, как шляпочные, но имеют большое значение в природе. Среди почвенных обитателей есть особая группа хищных грибов, которые имеют на грибнице специ­альные приспособления - ловушки, в которые жертва попадает сама. Жертвами такого гриба оказываются не­матоды - очень мелкие круглые черви, являющиеся опасными паразитами человека, животных и растений.

Как же устроено тело хищных грибов? Они имеют хо­рошо развитый мицелий, но гифы образуют множество мелких петель, расположенных под прямым углом одна к другой. Петли чрезвычайно клейки, так как их клетки выделяют вязкую жидкость. Если передвигающаяся в почве нематода случайно попадет в одну из петель, она сразу же приклеивается. Нематода начинает энергично бороться, стараясь освободиться. В результате, как правило, попадает в другую петлю и приклеивается еще больше. Часа через два ее движения замедляются, затем прекращаются.

Поймав нематоду, гриб начинает ее «есть». От петли по направлению к нематоде отходит очень тоненький расточек, внедряется в нее и быстро там разрастается, образуя новые гифы, которые заполняют все тело нема­тоды. Под действием особых веществ, выделяемых гри­бом, нематода разрушается. Продукты ее разложения всасываются грибом. Весь процесс протекает примерно в течение 24 часов, и в конце от нематоды остается одна кожица. Содержимое из гиф в теле нематоды возвраща­ется в основное тело гриба. Опустевшие гифы и остатки нематоды разрушаются.

Ближайший родственник хлебной плесени мик­роскопический гриб Эмпуза муска успешно охотится за мухами, хотя сам не способен сдвинуться с места. Этот гриб вызывает «мушиную холеру». У пораженной гри бом мухи на брюшке можно заметить белые полосы. Это гифы гриба, проросшего в теле мухи, на концах которых образуются конидии, или споры. Гифа лопается, а кони­дия силой разрыва отбрасывается в пролетающую ря­дом муху. Поскольку этот «снаряд» живой, он начинает прорастать, образуя в теле мухи мицелий, который вы­сасывает из нее все соки. Через два-три дня муха погиба­ет от истощения. А гриб опять выставляет из тела мухи свои «пушки» и начинает обстрел.

Симбиоз.

Природные популяции, как правило, приспосабливаются к со­вместной жизни друг с другом, образуя более или менее взаимо­выгодные формы совместного существования. Такие формы со­вместного существования разных видов называются симбиозом.При этом, один из партнеров возлагает на другого задачу регули­рования своих отношений с внешней средой. Симбиоз может развиваться на основе пищевых (питание неиспользованными ос­татками пищи) или пространственных (поселение на поверхности или внутри тела другого, использование нор, гнезд и т. д.) взаи­моотношений.

Среди многих типов симбиоза важнейшими являются парази­тизм, мутуализм и комменсализм. Следует отметить, что в отече­ственной экологической литературе границы употребления тер­мина симбиоз обычно сужают, используя его лишь для обозначе­ния взаимовыгодных отношений двух популяций, т.е. мутуализ­ма. Однако в современной биологии понятие симбиоза чаще трактуется более широко и объединяет различные типы взаимо­отношений двух популяций.

Основой для возникновения симбиоза могут быть трофические и пространственные взаимоотношения. Трофические связи – питание 1 из партнеров за счет другого неиспользованными остатками пищи, продуктами пищеварения. Пространственные связи – поселение на поверхности или внутри тела другого. Совместное использование норок, домиков.

Симбиоз бывает факультативным, когда каждый из организмов может жить самостоятельно и облигатным, когда 1 из организмов (или оба) оказывается в такой зависимости от другого, что самостоятельное существование невозможно.

Паразитизм.

Одним из важных типом взаимоотношений между популя­циями в природе являетсяпаразитизм - форма взаимоотноше­ний между двумя организмами разных видов, которые носят ан­тагонистический характер. Вид-паразит обычно использует дру­гой вид (хозяин) в качестве среды обитания или источника пищи.

Паразиты, питающиеся телом хозяина и обитающие на его поверхности, носят название эктопаразитов. Это блохи, вши, клещи, различные виды тлей. Паразиты, живущие во внутренних тканях, полостях и клетках хозяина, носят название эктопаразитов. Это различные вирусы, бактерии, гельминты и др.

Как правило, у эктопаразитов имеются специальные приспособления, например, черви сосальщики снабжены прикрепительным аппаратом, состоящим из крючков и присосок на заднем конце тела, что позволяет им хорошо удерживаться на теле.

Эндопаразиты имеют наиболее совершенные приспособления. Позволяющие им существовать внутри хозяина. Микропаразиты часто бывают полностью внутриклеточными. Среди паразитов высших растений в клетках хозяина обитают вирусы, бактерии и примитивные грибы. Для своего существования они часто выбирают самые оптимальные участки тела хозяина, в частности на жабрах рыб, благодаря постоянному притоку крови здесь создаются богатые кислородом местообитания, где паразитируют простейшие, клещи, пиявки. Эндопаразиты в кишечнике позвоночных животных, где почти отсутствует кислород, но где достаточно высокая температура и изобилие ядовитых продуктов распада, находят для себя благоприятную среду обитания. Они также характеризуются довольно высокой плодовитостью: самка аскариды откладывает 200 тыс. яиц, т.е. около 70 млн. штук в течение года. Защищенность от внешних врагов, обилие легкоусвояемой пищи. Стабильность обстановки приводит иногда к редукции отдельных органов у внутренних паразитов. Так, ленточные черви, всасывающие переваренную пищу через свои покровы. Отличаются отсутствием пищеварительной системы и редукцией нервной.

По степени зависимости от хозяина паразиты подразделяются на:

факультативные – способные жить и размножаться самостоятельно, независимо от хозяина.

облигатные – абсолютно не способные жить и размножаться вне хозяина, т.е. без питания тканями или соками данного хозяина они не способны существовать.

Среди растений и грибов также известно много паразитиче­ских видов. Одни растения-паразиты содержат хлорофилл и мо­гут вырабатывать органические вещества, т.е. являются, собст­венно говоря, полупаразитами. Это паразитирующая на березах, осинах, ивах, дубах, соснах омела, которую часто можно встретить в белорусских лесах. Фотосинтез она осуществ­ляет сама, а воду и минеральные соли добывает из ветвей расте­ний, на которых живет, пуская вглубь древесных тканей особые присоски. К полупаразитам относится также луговое растение погремок. Под землей его корни пара­зитируют на корнях других растений. Чаще всего это злаки, но могут быть и другие зеленые растения, а то и свои же собратья-погремки.

Из типичных растительных паразитов можно указать расте­ния, обитающие в наших лесах: петров крест, подъельник обыкновенный,гнездовка настоящая и другие виды растений.

ЭТО ИНТЕРЕСНО:

РАСТЕНИЯ-ПОЛУПАРАЗИТЫ.

У погремков, марьянников и неко­торых других растений имеются корни-присоски, верхушки кото­рых врастают внутрь корней со­седних растений Рис. 8). Погремки (Фото 15) и ма­рьянники, в том числе Иван-да-Марья, имеют зеленые листья и, следовательно, способны к фотосинтезу. От растений-хозяев с по­мощью присосок они получают лишь воду и минеральные соли. Растения, питающиеся подобным образом, называют полупаразитами. Луговые полупа­разиты, например погремки, очанки, зубчатки, мытники, угнетают кормовые травы, в осо­бенности злаки, так как отнима­ют у них воду и минеральные со­ли. В результате злаки плохо растут, урожаи, и качество кор­мов снижаются. В народе по­гремки называют "молочными ворами". Это название связано с тем, что у коров, пасущихся на лугах, засоренных погремками и другими полупаразитами, падают удои молока.

Рис. 8 Растения-полупаразиты: 1 - марьянник дубравный, или Иван-да-Марья, 2 - погремок весенний, 3 - омела белая, 4 корни-присоски омелы, вросшие в стебель дерева-хозяина.