Самое быстрое хищное растение

Ловчие пузырьки пузырчатки. Фото с сайта unh.edu

Недавно в научном журнале Proceedings of the Royal Society появилось сообщение о том, что хищное растение пузырчатка оказалось одним из самых быстрых растений на планете. В предыдущем предложении многие могут споткнуться сразу в двух местах – во-первых, немного невероятной кажется сама идея существования хищных растений, а, во-вторых, возникает вопрос, каким образом растения, которые всю жизнь не сходят с места, могут быть быстрыми. Попробуем разобраться. 

 
Помните фильм ужасов 1962 года "День триффидов"? По сюжету, после метеоритного дождя люди на Земле ослепли, а некоторые деревья превратились в плотоядных чудовищ - триффидов - и начали пожирать беспомощных слепцов. В 60-е годы, когда жанр хорроров был не так развит, как сегодня, фильм производил сильное впечатление. Ощущение ужаса не в последнюю очередь определялось тем, что угрозу для людей стали представлять такие привычно-безобидные и, главное, всегда неподвижные существа - растения. В безобидности и неподвижности растений уверено большинство людей, но в действительности в природе существует очень много растений-хищников, некоторые из которых к тому же весьма активно двигаются. 
 
Такие необычные растения - всего их насчитывается около 630 видов - обитают преимущественно в тропиках и субтропиках, но некоторые встречаются и в средней полосе России. В отличие от триффидов, настоящие растения-хищники питаются преимущественно мелкими насекомыми и ракообразными. Лишь иногда часть хищников позволяет себе съесть лягушку или мышонка - впрочем, такие обильные трапезы хищным растениям вредны. Соответственно, размер "антивегетарианцев" редко превышает несколько сантиметров. 
 
В живой природе очень редко происходят бессмысленные явления - практически всегда та или иная черта или особенность обмена веществ появляются у организма для того, чтобы выполнять вполне определенную биологическую функцию. И хищничество растений также имеет под собой веские причины. 
 
Принципиальное отличие между животными и растениями заключается в способности последних самостоятельно синтезировать органические вещества для построения своих тканей с использованием энергии солнечного света (этот процесс получил название фотосинтеза). Животные не способны получать органику из неорганики, и поэтому им приходится поедать растения или других животных. 
 
Хищные растения, несмотря на свои необычные повадки, все же являются растениями и получают энергию для строительства новых клеток от Солнца. Животные для таких растений являются в некотором роде витаминами – зеленые хищники поедают их для того, чтобы восполнить недостаток некоторых необходимых элементов, в основном азота. Вероятно, растения научились получать азот из тел животных для того, чтобы освоить бедные этим элементом почвы и таким образом застолбить свободные экологические ниши. 
 
Ученые пытались понять, как именно работают ловчие пузырьки, которые выглядят как небольшие округлые камеры с подвижными "губами" - входными воротами. На "губах" находятся чувствительные волоски. Засасывание жертвы происходит с такой скоростью, что рассмотреть детали этого процесса невооруженным глазом невозможно. Поэтому исследователи использовали высокоскоростную камеру, которая способна регистрировать 10 тысяч кадров в секунду. 
 
Анализ полученных записей позволил авторам, наконец, выяснить, как же "работают" пузырьки. Цикл убийства состоит из нескольких стадий. На первой особые органы выкачивают из пузырька воду, в результате чего давление в нем оказывается ниже давления окружающей среды. Входные ворота с чувствительными волосками расширяются, и когда потенциальная еда случайно задевает их, стенки пузырька начинают сокращаться до тех пор, пока ворота не откроются и не втянут жертву вместе с водой внутрь. 
 
Ловушка пузырчатки закрывается за половину миллисекунды, и движется с ускорением около 600 g (g - ускорение свободного падения). Чудовищное количество g не оставляет жертве практически никаких шансов (для сравнения, космонавты внутри корабля "Союз" при приземлении испытывают перегрузки около 4g). В том случае, если рядом с пузырьками долго не проплывает добыча, через несколько часов они захлопываются вхолостую. Впрочем, не совсем вхолостую - внутрь ловушки все же попадает фитопланктон и другая "мелочь", которой пузырчатка тоже не брезгует. 
 
До появления новой работы звание самого быстрого хищного растения принадлежало венериной мухоловке. Но по сравнению с пузырчаткой мухоловка безнадежно отстает - время схлопывания ее листьев составляет аж 100 миллисекунд (то есть одну десятую часть секунды). 
 
На сегодня ученые до конца не понимают, каким образом зеленым хищникам удается совершать движения с такой колоссальной скоростью. Большинство специалистов сходится, что оперативность достигается за счет комбинации сразу нескольких процессов, в частности, быстрого деления клеток и нагнетания осмотического давления за счет резкого выброса ионов. Не исключено, что после того, как ученые все-таки разберутся с растительными "спринтерами", они смогут использовать "придуманные" ими механизмы для создания новых полезных устройств с модной нынче приставкой нано. 
 
 


Печать   Электронная почта