Вьющиеся и лазящие канаты

Чем экстремальнее условия обитания, тем гениальнее и разнообразнее приспособляемость растений к превратностям окружающей среды. Нередко приспособление заходит столь далеко, что внешняя среда начинает полностью определять форму растения. И тогда растения, относящиеся к различным семействам, но обитающие в одних и тех же суровых условиях, часто становятся внешне столь похожими друг на друга, что это может ввести в заблуждение в отношении истинности их родственных связей. Например, в пустынных областях для многих видов, и прежде всего для кактусов, наиболее рациональной оказалась форма шара. Однако не все то, что имеет шарообразную форму и утыкано шипами-колючками, - кактусы. Столь целесообразная конструкция, позволяющая выжить в тяжелейших условиях пустынь и полупустынь, возникла и в других систематических группах растений, не принадлежащих к семейству кактусовых (фото 71).

И наоборот, кактусы не всегда приобретают форму шара или колонны, усеянных колючками. Один из самых известных в мире кактусоведов Курт Баккеберг в своей книге "Чудесный мир кактусов" рассказывает о том, как могут выглядеть эти растения, помещенные в те или иные условия обитания. Вот что он пишет: "Ночь на Кубе полна таинственных шорохов и звуков. Крупные летучие мыши, словно тени, бесшумно проносятся мимо нас в полной темноте, лишь светится пространство вокруг старых, умирающих деревьев, в котором мириады светлячков исполняют свой огненный танец. Непроглядная тропическая ночь с ее давящей духотой плотно окутала землю. Длительный путь, проделанный нами верхом, отнял у нас последние силы, и теперь мы, забравшись под москитные сетки, пытаемся хотя бы немножко отдохнуть. Конечная цель нашей экспедиции - край изумительно красивых зеленых кактусов группы рипсалиевых.

Но вот наступил час седлать лошадей. И хотя эту несложную операцию мы проделываем ранним утром, пот буквально заливает нам глаза. Вскоре наш небольшой караваи вновь отправляется в путь.

После нескольких часов дороги зеленоватый мрак девственного леса начинает постепенно рассеиваться. Нашим глазам до самого горизонта открывается полная солнца местность, сплошь покрытая кустарником. Лишь кое-где над ним возвышаются вершины низкорослых деревьев, да иногда можно видеть одиночные мощные стволы, увенчанные громадными кронами.

Однако до чего странно выглядят ветви деревьев! На них как бы двойная вуаль: покачиваясь от дуновений теплого приземного ветерка, с веток почти до земли свисают длинные нити-стебли одного из видов бромелиевых (Tillandsia usneoides), чем-то похожие на длинные, усыпанные серебром седины сказочные бороды. Между ними висит масса тонких, сплетающихся в клубки растений-веревок: это - место обитания колоний безлистных эпифитов, кактусов, родственных рипсалиевым. Точно спасаясь бегством от буйной наземной растительности, они стремятся забраться повыше в кроны деревьев, поближе к солнечному свету. Какое многообразие форм! Здесь тонкие нитевидные стебли либо громоздкие покрытые нежным пушком мясистые выросты, там - сильно разросшиеся побеги, напоминающие по виду ребристые цепочки. Сложное переплетение вьющихся растений самых причудливых форм: спиральных, зазубренных, витых, волнистых - кажется причудливым произведением искусства. В период цветения вся эта зеленая масса увешана изящными венками или изукрашена разноцветьем мельчайших крапинок. Позже растения надевают на себя пестрые ожерелья из ярко-белых, вишневых, золотисто-желтых и темно-голубых ягод".

Кактусы, которые приспособились жить в кронах лесных великанов и стебли которых, подобно лианам, свисают до самой земли, широко распространены в тропических лесах Центральной и Южной Америки. Некоторые из них обитают даже на Мадагаскаре и Цейлоне.

Лазящие кактусы - это ли не поразительный пример способности растений приспосабливаться к новым условиям жизни? Но он не единственный из многих сотен других. Обычными обитателями тропических джунглей являются вьющиеся и лазящие растения, а также растения-эпифиты, поселяющиеся в кронах древесных растений. Все они стремятся как можно скорее выбраться из вечных сумерек густого подлеска девственных тропических лесов. Они находят путь наверх, к свету, не создавая при этом мощных стволов и опорных систем, требующих огромных затрат строительного материала. Они спокойно карабкаются вверх, пользуясь "услугами" других растений, выступающих в роли опор. Для того чтобы успешно справиться с этой новой задачей, растения изобрели разнообразные и довольно совершенные в техническом отношении органы: цепляющиеся корни и черешки листьев с выростами на них, тины на ветвях, цепляющиеся оси соцветия и т. д. В распоряжении растений имеются петли-арканы; специальные диски, с помощью которых одно растение своей нижней частью прикрепляется к другому; подвижные усиковидные крючочки, вначале впивающиеся в ствол растения-хозяина, а затем разбухающие в нем; разного рода сдавливающие приспособления и, наконец, весьма изощренный аппарат захватывания.

Выше мы приводили описание структуры листьев банана, данное Г. Хаберландтом. Не менее красочно описывает он и ротанг - одну из разновидностей лазящих пальм: "Если сойти с пешеходной дорожки Ботанического сада в Богоре (остров Ява) и несколько углубиться в заросли, то уже через несколько шагов можно остаться без головного убора. Десятки разбросанных повсюду крючочков будут цепляться за наши одежды и многочисленные царапины на лице и руках станут призывать к большей осторожности и вниманию. Оглядевшись вокруг и присмотревшись к аппарату "хватания" растений, в зоне действия которого мы оказались, мы обнаружили, что черешки грациозных и весьма сложных листьев ротанга имеют длинные, до одного-двух метров, исключительно гибкие и эластичные отростки, усеянные многочисленными твердыми и к тому же полуподвижными шипами, каждый из которых представляет собой согнутый и наклоненный назад крючок-зацепку. Любой лист пальмы снабжен таким наводящим страх крючкообразным шипом, не так-то просто расстающимся с тем, что зацепилось за него. Предел упругости "крюка", состоящего почти целиком из прочных лубяных волокон, чрезвычайно высок. "На него можно подвесить целого быка", - шутя заметил мой спутник, обратив внимание на мои попытки хотя бы приблизительно определить вес, который в состоянии выдержать подобная "леска". У многих родственных ротангу пальм в такие орудия захвата превратились удлиненные оси соцветий. Ветер легко бросает гибкие соцветия из стороны в сторону до тех пор, пока на их пути не окажется ствол дерева-опоры. Многочисленные крючки-зацепки позволяют им быстро и надежно зацепиться за кору дерева.

Прочно закрепившись с помощью разросшихся листьев на нескольких стоящих рядом друг с другом деревьях (нередко дополнительными средствами удержания служат шипы в нижней части черешка листа или даже в листовом влагалище), совершенно гладкий, змееподобный ствол ротанга, подобно вьюну, взбирается вверх, продираясь сквозь многочисленные ветви, порой перекидываясь на кроны соседних деревьев, с тем чтобы, в конце концов, пробиться молодыми листьями к свету и подняться над кроной дерева-опоры. Дальше ему дороги нет: напрасно его побеги будут искать опору в воздухе. Стареющие листья постепенно отмирают, и пальма избавляется от них. Лишенные "якорей-крючков", побеги пальмы под тяжестью собственного веса скользят вниз до тех пор, пока самые верхние листья своими шипами вновь не зацепятся за какую-либо подпорку. У подножия деревьев нередко можно видеть многочисленные побеги пальмы, свитые в петли, совершенно голые, без листьев, часто толщиной с руку взрослого человека. Создается впечатление, что побеги, словно змеи, расползаются по сторонам в поисках новой опоры. В Ботаническом саду Богора наибольшая длина ствола ротанга достигает 67 метров. В труднопроходимых дебрях влажных тропических лесов встречаются ротанги длиной 180 метров, а иногда даже и до 300 метров!"

Технически совершенен и едва ли нуждается в улучшении механизм лазания у многих видов тыквенных. Сочетание в единой комбинации специальных органов поиска и захвата, с одной стороны, и весьма хитроумной системы "осязания" и регулирования - с другой, представляет собой в высшей степени изящное решение довольно-таки непростой задачи. Созданные человеком техника автоматического управления промышленными процессами или оборудование для точного регулирования работы механизмов уступают растениям в своей эффективности.

Растение при этом решает задачу тройственного характера. В первую очередь ему нужно найти подходящую опору, затем прочно закрепиться на ней и, наконец, позаботиться о том, чтобы механические нагрузки, создаваемые ветром либо движением самой опоры, не нарушали обретенной устойчивости. Реализация "технического задания" происходит в три этапа. Для того чтобы отыскать необходимую точку опоры, надо прежде всего провести систематическую и тщательную рекогносцировку окружающего пространства. Ее обеспечивает у растения специальный хватательный нитевидный орган - усик. Сразу же после появления усик растет строго вверх, но затем изгибается и, заняв горизонтальное положение, начинает, подобно часовой стрелке, совершать круговые движения (фото 15). У бенинказы (Benincasa hispida), фотографию которой вы только что видели, усики, совершающие поиск, имеют небольшую длину, всего 15 сантиметров. Но в тропических лесах можно встретить растения, у которых длина подобных структур достигает уже 1-2 метров. Каждый час меняя свое положение, этот рукообразный отросток в поисках места прикрепления буквально ощупывает пространство, ограниченное кругом диаметром 2-4 метра. Найдя подходящую опору, усик тотчас же при помощи вращательных движений обвивает ее и плотно к ней прижимается.

Фото 15. Пятнадцатисантиметровый усик бенинказы (Benincasa hispida) совершает медленные кругообразные движения в поисках опоры

У вьющихся тропических растений, испытывающих механические нагрузки уже под действием своей собственной тяжести, позже происходит утолщение усика в месте его прикрепления к какой-либо поверхности. Это еще более упрочивает его контакт с ней. Закрепившись, усик, словно винтовая пружина, многократно завивается вокруг опоры в процессе дальнейшего роста (фото 16). Будучи жестко закреплен с двух сторон, усик закручивается в своей средней части, причем он может виться и направо и налево. В конечном счете, образуется прочное, эластичное и к тому же подпружиненное соединение растения со своей опорой.

Фото 16. После того как усик бенинказы (Benincasa hispida) найдет подходящее место для прикрепления, он начинает скручиваться, напоминая этим винтовую пружину. Так образуется прочное и одновременно очень эластичное соединение растения с опорой

Но этим далеко не исчерпываются технические возможности усиков тыквенных растений. Ко всему прочему они обладают исключительным "чутьем" распознавать места, где можно или, напротив, нельзя надежно закрепиться. Эксперименты показали, что опора с очень гладкой поверхностью, например стеклянная палочка, оставляется растением без внимания. Оно не в состоянии здесь прочно и надолго удержаться. Усик предпочитает шершавую поверхность. Но если позволить усику на одно мгновение коснуться ее, а затем предмет убрать, то он вначале самопроизвольно реагирует на касание изгибом, но уже очень вскоре автоматически выпрямится и продолжит поиск. Феноменальный технический талант усиков в полной мере может оценить только специалист в области автоматического регулирования и следящих систем. Ему хорошо известно, что при столь незначительных издержках практически невозможно создать техническую систему, которая была бы столь же совершенна, как и системы, наблюдаемые у растений.

И еще: если усик не находит опоры, он свертывается и увядает - растение не нуждается в органе, который более не выполняет своей функции. Но те усики, которые смогли за что-то ухватиться, со временем утолщаются и, в конце концов, одревесневают. Старые, одревесневевшие отростки с трудом можно оторвать от предмета-опоры. Они в высшей степени прочны, а благодаря пружинной связи с опорой одновременно и необычайно эластичны. Весь процесс развития усиков протекает прямо у нас на глазах, в течение каких-нибудь нескольких дней: усики вырастают и начинают искать точку опоры. Если они не выполняют своей "миссии", их судьба печальна: они быстро увядают, а растение забирает заключенные в них ценные вещества. Напротив, в те усики, которые сумели найти опору, растение инвестирует добавочный материал. Природа не допускает создания расточительных или ошибочных конструкций.

Под каким бы углом зрения мы ни рассматривали лианы, нас не может не поразить их оптимальная приспособленность к условиям среды обитания. Для того чтобы обрисовать с такой же подробностью, с какой велся наш рассказ о тыквенных, все поистине гениальные средства приспособления, позволяющие растениям выжить, потребовалось бы написать толстенный том. Практически на каждом шагу можно встретить знаки безраздельной победы растений над окружающей средой, победы, подготовленной умением организмов приноровиться к противоречивым условиям существования.