Об особенностях питания растений-хищников рассказывает кандидат биологических наук, доцент кафедры биологии и экологии КГУ им. К.Э. Циолковского, заведующий Ботаническим садом КГУ Евгений Константинов.
Почему растения становятся хищниками
Мы привыкли считать, что растения получают питание из почвы и создают органические вещества с помощью фотосинтеза. Однако в природе существует особая группа, способная частично питаться животной пищей, — насекомоядные растения.
Большинство из них произрастает в бедных по минеральному составу почвах — например, на болотах, торфяниках, песчаных субстратах или в избыточно увлажненных кислых средах. В таких условиях растения испытывают дефицит азота, фосфора и некоторых других элементов.
«Хотя процесс фотосинтеза у них протекает нормально — они успешно поглощают солнечную энергию и синтезируют органические вещества. Но для полноценного развития им не хватает минеральных соединений, — объясняет Евгений Константинов. — Именно поэтому в ходе эволюции у некоторых видов возник дополнительный способ получения питательных веществ — ловля и переваривание мелких животных, прежде всего насекомых».
Механизм «питания»
У растений нет желудка или кишечника, как у животных. Однако у насекомоядных видов сформировались специализированные листья-ловушки, выполняющие функции, схожие с органами пищеварения.
Процесс «питания» происходит в четыре этапа:
- Привлечение добычи. Растения используют яркую окраску, блеск, аромат или сладкие выделения, чтобы заманить насекомых.
- Захват. Ловушка срабатывает разными способами: может захлопываться, становиться липкой или действовать как капкан.
- Переваривание. Железистые клетки вырабатывают ферменты, расщепляющие ткани пойманного насекомого.
- Поглощение. Растворенные питательные вещества усваиваются тканями растения.
Известные представители
В мире насчитывается около 700 видов насекомоядных растений, 64 из которых можно увидеть в Ботаническом саду КГУ им. К. Э. Циолковского.
Венерина мухоловка (Dionaea muscipula) — одно из самых известных хищных растений. Ее листья представляют собой своеобразные створки с чувствительными волосками. При контакте насекомого с волосками ловушка захлопывается за доли секунды. После переваривания, которое длится несколько дней, створки снова открываются.
Росянка (Drosera) отличается листьями, покрытыми железистыми волосками с липкими капельками. Насекомые, привлеченные блеском капель, прилипают к листу. Волоски медленно загибаются, охватывая добычу, после чего растение выделяет пищеварительные ферменты. Росянки широко распространены в болотных экосистемах.
Пузырчатка (Utricularia) — водное или полуводное растение с уникальным механизмом охоты. Ее ловушки — миниатюрные пузырьки с клапанами. При касании чувствительного волоска клапан мгновенно открывается, засасывая добычу вместе с водой, а затем закрывается. Этот механизм признан одним из самых быстрых природных «капканов».
Саррацения (Sarracenia) отличается особой конструкцией — ее листья формируют длинные трубчатые кувшины. Насекомых привлекает аромат и нектар растения. Внутри ловушки находится специальная жидкость с ферментами и бактериями, которая постепенно растворяет добычу.
«Растения-хищники представляют большой научный интерес не только для ботаников, — отмечает ученый. — Их исследуют физиологи, биохимики и инженеры. Принципы работы их ловушек вдохновляют на создание новых биомиметических технологий. Кроме того, эти растения могут служить индикаторами состояния экосистем и показателями экологического благополучия болот».