Революция растений - Стефано Манкузо

Подойдя к аппаратуре, предназначенной для опытов с аистником, пока один из наших сотрудников рассказывал об особенностях этого растения, мальчишка воскликнул: «А, круто, аистник!» Он вытащил из кармана тонкую деревянную палочку и начал ею тыкать в семена, висевшие на растении, в то место, где они крепились к стеблю, вызвав их внезапный выброс. Пока учительница, которая сопровождала детей, извинялась за недисциплинированного ученика, я застыл, пораженный результатом такого простого действия. Мальчик оказался родом из окрестностей Флоренции, где растет в изобилии аистник, и научился, бегая по лугам во время игр, устраивать «салют» из семян. Достаточно легкого толчка в место, где семена соединены друг с другом, и упругая сила рвет связь, и семена разлетаются. Наконец у нас была идея, как заставить семена разлетаться, мы получили «контролируемый взрыв». Да защитит Господь недисциплинированных детишек!

Длинные усики Аистника цикутного выполняют двойную задачу: они играют роль двигателей при выбрасывании семян весной и служат буром при посеве их в землю.

Результаты исследований показали, что каждая деталь семени аистника имеет свою особую функцию. Способность пробуравить землю и зарыться в нее обеспечивается:

а) геометрией семени;

б) структурой усиков и их способностью двигаться, используя изменение влажности;

в) наличию у усика неактивного участка;

г) волоскам, растущим на плодолистике и на усиках.

Собранные нами данные были использованы для создания модели двигательной активности аистника, мы передали ее в ЕКА вместе с отчетом (тот, кто заинтересуется, может найти его в Сети), в котором подробно описали все характеристики этого поразительного явления растительного мира.

Может быть, однажды кто-нибудь на самом деле решит построить зонд для космических исследований, основанный на этих принципах. Я был бы счастлив. Мы сделали все, чтобы это стало возможным.

Библиография

F. Darwin, The address of the president of the british association for the advancement of science, «Science – New series», 716 (28), 1908, стр. 353–362.

C. Dawson, A.-M. Rocca, J.F.V. Vincent, How pine cones open, «Nature», 390, 1997, стр. 668.

M. Ma et al., Bio-inspired polymer composite actuator and generator driven by water gradients, «Science», 339 (6116), 2013, стр. 186–189.

S. Mancuso et al., Subsurface investigation and interaction by self-burying bio-inspired probes. Self-burial strategy and performance in Erodium cicutarium – SeeDriller. Окончательный отчет, по заказу ЕКА, 2014, доступен на сайте: www.esa.int/gsp/ACT/doc/ARI/ARI%20Study%20Report/ACT-RPTBIO- ARI-12-6401-elfburying.pdf.

C. Robertson McClung, Plant circadian rhythms, «The plant cell», 18 (4), 2006, стр. 792–803.

Фельзума (Phelsuma ornate) – небольшой дневной эндемичный геккон, живущий на Маврикии, играет роль опылителя для многих растений острова.

Очевидно, что растения не могут покинуть место, где родились. Поэтому они вынуждены сотрудничать с животными, особенно в важные моменты своей жизни. Растения пользуются способностью животных перемещаться для того, чтобы распространить семена, для более надежного опыления или даже в целях обороны. Примеры подобной кооперации неисчислимы, и они выгодны для всех ее участников. Обычно животных за оказанные услуги ждет награда: насекомые, помогая опылению, получают порцию вкусного и богатого калориями нектара; птицы, распространяя семена, лакомятся вкусными фруктами, а лучший в этом мире сеятель, человек, в обмен на пищу, украшения для дома и другие нужные вещи, заботится о растениях, в которых нуждается.

Однако все не так просто, как представляется на первый взгляд. Во многих ситуациях поведение растений более хитроумно и скрытно, чем кажется, и некоторые услуги они получают от животных без какой-либо благодарности со своей стороны. Семена лопуха – растение, которое вдохновило инженеров на создание застежки-липучки, – как и семена многих других «автостопщиков», переезжают на шерсти животных совершенно бесплатно. Во многих случаях поразительные способности растений к мимикрии помогают обмануть животных к выгоде и удобству растений. Ничего нового: на самом деле, обман и дезинформация являются универсальным инструментом для выживания всех живых существ, включая растения. Самое интересное – это те удивительные методы, которые растения применяют, чтобы манипулировать животными (я нахожу, что термин «манипулировать» вполне адекватен явлению).

Репей чертополоха (Dipsacus fullonum) может служить примером плода, эволюционировавшего так, чтобы цепляться за шерсть животных. Существуют даже специальные щетки для вычесывания репьев.

В середине XIX века известный итальянский ботаник, сегодня абсолютно забытый, Федерико Дельпино (1833–1905) и великий Чарлз Дарвин вели оживленную переписку, обсуждая цветочный нектар. Нектар интересовал обоих, но ученые придерживались диаметрально противоположных мнений. Многие виды растений способны производить нектар и не только в цветах, обычно полагаемых местом его хранения, но и на стеблях, ветвях и даже оборотной стороне листьев. Функция нектара в цветах понятна – им питаются те, кто их опыляет. Однако зачем нужен экстрафлоральный[12] – долгое время оставалось загадкой. Дарвин полагал, что жидкости, выделяемые вне цветка, служат растениям для вывода отходов. Таким образом, он предлагал рассматривать места выхода экстрафлоральных нектаров чем-то вроде органов выделения, предназначенных для вывода ненужных веществ. Дарвин вдобавок полагал, что цветочный нектар сформировался в процессе эволюции этих выделительных органов.