Если для животных главное условие существования — пища, то для растений — свет. Борьба за него определяет практически все: и внешний вид, и внутреннее строение, и условия обитания. Один из примеров удивительной изобретательности живых организмов в решении проблемы дефицита света — растения-эпифиты.
Согласно определению, эпифиты — растения, которые проводят всю свою жизнь или какую-то ее часть на других растениях без связи с почвой, но при этом получают необходимые им минеральные вещества не из растения, на котором поселяются, а из окружающей среды. По оценкам ученых, эпифитный образ жизни ведет 10% видов растений. Когда говорят о них, чаще всего вспоминают экзотические растения из тропиков: орхидеи, бромелиевые, папоротники, многие из которых стали обычными на наших подоконниках. Но это лишь малая их часть. Эпифиты есть практически во всех классах растений и распространены по всему земному шару.
Больше всего их действительно в тропических лесах, где под пологом пышной многоярусной растительности царит тьма. Неудивительно, что травянистые растения, а среди эпифитов большинство — травы, то есть растения, стебель которых не одревесневает и потому не может служить прочной опорой, способной высоко вверх вознести зеленые листья, — вынуждены искать иные пути к свету. Поэтому их особая стратегия — переселяться в верхние ярусы тропического леса — вполне объяснима. С такой же проблемой сталкиваются растения и в других климатических зонах: в тенистых расщелинах гор и темнохвойных северных лесах. Но где бы ни росли эпифиты, цель у них одна: приспособиться к жизни на стволах и ветвях других растений.
1. Как и большинство представителей семейства бромелиевых, Aechmea fasciata накапливает необходимую ей влагу и растительные остатки внутри воронки из мясистых листьев
2. Гибрид неоргелии «алая Шарлотта» из семейства бромелиевых использует для опоры камни или другие растения. Его листья плотно прилегают друг к другу, образуя розетку для сбора влаги
3. Растение Vaccinium poasanum ведет эпифитный образ жизни на верхних ярусах джунглей. Колибри пьют нектар из ее цветков и одновременно переносят пыльцу
Беспочвенники
Растениям-верхолазам пришлось расстаться с почвой. Но где же они при таких условиях добывают минеральные вещества? Ведь их дефицит — серьезное ограничение в распространении любых растений. Лишившись источника питания снизу, эпифиты научились извлекать минеральные вещества из сыплющегося сверху листового и веточного опада, а также из птичьего помета, улавливая их с помощью корней и листьев, свернутых в «розетки» и «гнезда». Нередко в дело идет и кора дерева-хозяина.
Еще одно необычное решение проблемы минерального питания найдено некоторыми представителями семейства мареновых, в том числе — мирмекодией и гиднофитумом. Эти растения, обитающие в самых высоких ярусах тропического леса, заживо превратились в муравейники. В нижней части их стеблей расположены большие клубни, пронизанные внутри густой сетью лабиринтов и полостей, как будто специально для муравьев. Благоустраивая это жилище, насекомые приносят внутрь клубня растительные остатки, а растения извлекают из них для себя минеральные вещества. Ловко придумано: питание стекается к неподвижному растению с такой обширной территории, о которой другим и мечтать не приходится.
Бывают иные, более оригинальные способы. Орхидеи, одно из чудес растительного царства, при всей своей красоте обладают серьезным «природным» изъяном: тех органических веществ, которые они способны синтезировать, им не хватает.
Многие орхидеи и вовсе утратили способность к фотосинтезу и стали сапрофитами — растениями, которые полностью зависимы от внешних источников готовой органики. Всем своим существованием эти чудо-цветы обязаны соседству с грибами, которые питаются за счет гниющих растительных остатков и кормят орхидеи. Гифы грибов проникают в живые клетки корневища цветка. После этого орхидея переваривает часть гифов и усваивает находящиеся в них углеводы. Эти цветы нуждаются в грибах даже тогда, когда на ранних стадиях своего развития они неспособны к фотосинтезу (то есть сразу после прорастания семечка).
1. Крошечная орхидея из рода Lepanthes с Коста-Рики образует симбиоз с грибами. Она переваривает гифы грибов, проникающие в ее корневище, и усваивает из них углеводы
2. Воздушные корни орхидеи Epidendrum elongatum не только снабжают растение водой, но и способны к фотосинтезу. Клетки корней содержат хлорофилл, вот почему они зеленые
3. Орхидея Stanhopea wardii из Южной Америки. Из-за необходимости крепиться к ветвям деревьев ее цветоносы направлены не вверх, как у наземных растений, а вниз — так они доступны для опыления
Помпы разных сортов
А как же эпифиты достают воду? Для тех из них, кто проводит жизнь между небом и землей, единственный источник влаги — дожди и туманы. Правда, зачастую и этот источник ненадежен, вот почему эпифиты создают запасы. Для этого у растений есть разные приспособления: «кувшины» из листьев, гигроскопические губчатые ткани, полости в стеблях. Бывает, что все растение целиком сложено из гигроскопической ткани, она разбухает после дождя, а в период засухи сморщивается настолько, что растения кажутся погибшими. На самом же деле они будто впадают в «спячку» и ждут следующего оживляющего дождя. Такая особенность присуща, например, некоторым эпифитным папоротникам, в том числе американскому папоротнику, широко распространенному в субтропической и тропической зонах Нового Света. В семействе бромелиевых, к которому относится ананас, есть растение, не похожее ни на одно из родственников. Оно называется тилландсия уснеевидная, что отражает внешнее сходство этого представителя с лишайником-бородачом — уснеей. В местах обитания все деревья увешаны длинными клочьями тилландсии. В угоду эпифитному образу жизни она лишилась листьев и корней и впитывает влагу с помощью волосков, которые покрывают всю поверхность ее побегов.
Подземные корни, которые нужны обычным растениям для закрепления в почве и всасывания воды и минеральных растворов, эпифитам, в общем-то, ни к чему. Зато у них образуются многочисленные воздушные корни — другие и по предназначению, и по строению. Они нередко зеленые, так как в них есть хлорофилл — зеленый пигмент, ответственный за фотосинтез. Это первое отличие от обычных корней, способных к всасыванию и транспортировке полезных веществ, но только не к синтезу. Второе отличие — направление роста. Если подземные корни растут всегда вниз, то воздушные корни этому правилу не подчиняются. Они могут направляться вбок, вверх — в зависимости от цели. А цель бывает разная. В одних случаях нужно тянуться вверх, чтобы поднять растение и, соответственно, цветы — органы размножения — еще выше к свету. В других — для лучшего закрепления, вбок, иногда корням приходится многократно изменять направление роста, чтобы обмотать ствол хозяина. Важная функция воздушных корней — добыча влаги, они нащупывают влажные места и снабжают растение водой. Отличаются они и строением: наружная часть коры воздушных корней состоит из мертвых пустых клеток, которые могут впитывать воду, подобно промокательной бумаге, и таким образом запасать, чтобы растение использовало ее по мере надобности.
Мясистые, покрытые ворсинками листья тилландсии «голова медузы» впитывают влагу из капель дождя, росы или тумана. Корни у них почти не развиты
Непрошеные поселенцы
Выросшие в спартанских условиях эпифиты бывают тем не менее привередливы. По крайней мере, в выборе растения-опоры. Многие орхидеи поселяются только на растениях одного вида. Ну а как чувствуют себя те растения, на долю которых выпало служить опорой? К эпифитам принято относить только тех «постояльцев», которые не наносят ущерба хозяевам. Которые наносят — это паразиты. В большинстве случаев это действительно так. Но в природе все сложнее, чем в учебниках. Одно эпифитное растение вместе с корневым «гнездом», наполненным влажной трухой, может весить несколько десятков килограммов, а ведь на стволе их может быть несколько. У эпифитного папоротника «олений рог» из рода платицериум верхние листья по форме напоминают ветвистые рога, а крупные нижние овальные листья создают нишу, где скапливаются перегной и остатки старых листьев. С возрастом ниша увеличивается, и у самых крупных экземпляров она иногда достигает массы 100 килограммов. Неудивительно, что растения с эпифитами обламываются чаще тех, которые не обременены лишним весом. В самую тихую погоду тропический лес полон треска постоянно обламывающихся веток и грохота от их падения наземь. Пусть не злонамеренно, но эпифиты все же сокращают своим хозяевам срок жизни.
