Биология

Биология - Энтомофильные растения - Привлечение растениями насекомых

08 февраля 2011


Оглавление:
1. Энтомофильные растения
2. Признаки цветов энтомофильных растений
3. Привлечение растениями насекомых
4. Специальные приспособления для перекрестного опыления
5. Классификация растения по типам насекомых, производящих опыление
6. Другие системы классификации энтомофильных растений

Растения дают насекомым пищу, часто к тому же кров, изредка — приют для воспитания личинок. Мы начнем с последнего случая.

Растение как место обитания для личинок насекомых

У многих гвоздичных растений, приспособленных к опылению мелкими ночными бабочками, эти последние не только питаются медом цветка, но и откладывают внутрь завязи яички. Личинка, вышедшая из яичка, ползает внутри завязи, питается там семяпочками и молоденькими семенами, а затем, прогрызая стенку завязи, выходит наружу. Личинка, правда, не съедает всех семян, и поэтому растение в конце концов все таки успевает при помощи разносящих пыльцу бабочек произвести достаточное количество семян; однако, вряд ли, в таком усложнении процесса особенно заинтересовано растение. В других случаях, однако, несомненно, что отложение насекомым яичек в тело растения является нормальным и необходимым условием опыления. Наиболее интересным примером взаимоотношений такого типа является процесс опыления у рода Ficus, хотя бы у европейской смоковницы Ficus carica. Соцветие здесь устроено очень оригинально: оно имеет вид полой внутри груши, урны, на внутренних стенках которой сидят очень мелкие цветочки. Растение смоковница двудомное: на одних экземплярах развиваются только женские соцветия — это и есть разводимая смоковница, на других экземплярах развиваются мужские соцветия. Мужские экземпляры встречаются только в диком состоянии, это так называемая козья смоковница, Caprificus. В соцветиях Caprificus кроме вполне развитых мужских цветков есть ещё недоразвитые женские, расположенные в нижней части соцветия. Они отличаются от типичных женских цветов короткостью столбика, отсутствием на рыльце сосочков и полной бесплодностью. Назначением их, как оказывается, иное: длина столбика приноровлена к длине яйцеклада одной маленькой орехотворки Blastophaga grossorum, которая и кладёт туда свои яички; это — образования исключительно предназначенные для воспитания личинок орехотворки; соответственно этому такие «орешковые» цветы превращаются в конце концов в галлы и затем выпускают молодую орехотворку. Пробираясь из соцветия наружу, орехотворка встречает в верхнее части урны мужские цветы и обсыпается их пыльцой. Попадая затем в женское соцветие, орехотворка опыляет женские цветки, но её попытки положить в завязь цветка яичко не увенчиваются успехом: столбик женского цветка слишком длинен, и яйцеклад поэтому далеко не достигает до завязи. Таким образом, здесь происходит обмен услугами между растением и орехотворкой, причём растению не приходится расплачиваться за услугу собственными детьми, как мы это видели у гвоздичных.

Растение как источник пищи для насекомых

Что касается крова, который дают растения насекомым, то это явление далеко не редкое; особенно некоторые жучки любят забираться в крупные цветы мака, генциан, магнолий, оставаясь там нередко до тех пор, пока цветок не опадет, чтобы затем пуститься на поиски подобной же квартиры; понятно, что при перелетах с цветка на цветок они успешно производят опыление. Несравненно чаще, однако, растение предлагает насекомому только пищу. Пищей для насекомых может служить либо пыльца, либо сочные ткани, волоски, бугры, выросты цветочных покровов, либо, наконец, — что чаще всего — сахаристый сок — мед или нектар, выделяемый особыми «нектариями». Что касается пыльцы, то, как известно, у многих насекомых она играет важную роль в пропитании как взрослых особей, так и детвы. С целью собирания пыльцы у насекомых существуют специальные приспособления: щетки для сметания пыльцы, «корзиночки» для переноса собранных запасов и проч. Очень типично в этом отношении устроены задние ноги у обыкновенной пчелы. Понятно, что во время собирания пыльцы насекомое вымазывается ею и, перелетая с цветка на цветок, производит перекрестное опыление. Понятно также, что растения, привлекающие насекомых своей пыльцой, должны производить большой избыток пыльцы. И в самом деле у таких растений обыкновенно наблюдается очень много тычинок; они скучены в центре цветка, самый цветок имеет вид широкой чаши, обращенной отверстием кверху, так что высыпающаяся из пыльников пыльца не рассеивается бесплодно, а собирается, в ожидании посещения насекомых, на дне чаши. К числу растений такого типа принадлежат шиповник, мак, ветреница и проч. Гораздо менее многочисленны случаи, когда в качестве приманки цветок предлагает насекомому части собственного тела, волоски, гребни, выросты лепестков и проч. Особенно известны таким способом привлечения насекомых орхидные. У Венерина башмачка сочные волоски, покрывающие изнутри губу цветка, служат пищей для насекомых. Точно также насекомые обгрызают выросты и гребни на губе Gongora, Stanhopea, Coryanthes, Catasetum и проч. В иных случаях насекомые не поедают, а только высасывают сочные ткани цветка; это наблюдается у золотого дождя, зверобоя и других растений. Наконец, переход к настоящим, вырабатывающим мед нектариям представляют шпорцы у различных видов Orchis. Мёд в полость шпорца у них не выделяется, и Шпренгель, обративший впервые на это внимание, предположил, что мы имеем здесь дело как бы с обманом со стороны растения: обладая внешностью медоносного цветка, цветок Orchis, по мнению Шпренгеля, таким образом, даром пользуется услугами насекомых. Шпренгель назвал такие цветы ложномедоносными. Дарвин показал, что такой взгляд несправедлив; насекомые, прокалывая внутреннюю, чрезвычайно нежную кожицу шпорца, высасывают из его тканей сладкий сок. Интересно, что, по указанию Дарвина, сок этот находится здесь в межклетниках, и, таким образом, мы имеем в данном случае как бы «внутренние» нектарии; клетки выделяют мед не на поверхность органа, а внутрь его тканей, в промежутки между клеточками. От этих видов Orchis переход к настоящим медоносным растениям не представляет ничего принципиально нового. Если скопившийся внутри межклетников сладкий сок получит возможность выйти наружу, мы будем иметь дело уже с типичным нектарием. Сладкая жидкость выходит наружу сквозь особые устьица, устроенный наподобие «водных устьиц», предназначенных для выделения из растения избытка воды. Чаще, однако, нектар выступает из клеток не в межклетники, а прямо на поверхность органов. Нектар представляет собой, главным образом, раствор сахара, у различных растений — различной концентрации: то он очень водянист, то, напротив, до того концентрирован, что сахар выкристаллизовывается иной раз довольно крупными кристаллами. Характерно, что нектар цветов является местом обычного нахождения дрожжей в диком состоянии; насекомые попутно способствуют распространению дрожжей, и тоже, быть может, не безвозмездно, так как в нектариях, за счёт деятельности дрожжевых клеток, должно идти спиртовое брожение.

Что касается места выделения нектара, то оно может быть чрезвычайно разнообразно; в нектарии могут превращаться и целые органы цветка и их отдельные части. Нектарии развиваются на чашелистиках, на лепестках, целиком лепестки могут превращаться в нектарии и проч. Нектарии, развивающиеся на отдельных органах, имеют вид ямок, бороздок, бугорков и проч.; но когда целиком орган превращается в нектарий, становится «медолистиком», он обнаруживает нередко сложное строение. Так, у чернушки медолистик, являющийся видоизменённым лепестком, имеет форму причудливой формы сосудца с боковой крышечкой; крышечка плотно прижата к отверстию сосуда и удерживается здесь, зажатая между двумя небольшими выростами. Со стороны насекомого требуется некоторое усилие, чтобы поднять крышечку и воспользоваться скопившимся в нектарии медом; когда весь мед высосан и насекомое удаляется, крышка снова плотно захлопывается, и процесс накопления меда продолжается дальше. Что касается положения нектариев, то оно бывает различно в зависимости от того, на каких насекомых рассчитывает растение в процессе опыления. Если переносчиками пыльцы являются мухи, жуки и другие насекомые с короткими хоботками, то мед лежит открыто на доступных местах; так, например, у зонтичных тонким слоем меда покрыты расширенные основания столбиков, и этот так называемый «диск» блестит на солнце среди тычиночных нитей и растопыренных лепестков. С другой стороны, такой открыто лежащий мед не удобен для насекомых с длинными хоботками, каковы бабочки, шмели и проч.; их ротовые органы приспособлены специально для добывания меда, запрятанного в глубине длинных трубчатых венчиков; и так как длина венчиков и длина хоботков сильно варьирует, мы встретимся здесь естественно с большей специализацией строения как цветов, так и насекомых; нередко растение оказывается приспособленным к опылению одним каким-либо насекомым. В этом последнем случае все органы цветка приноровлены к устройству тела, повадкам и проч. данного вида насекомых; только они одни способны произвести опыление, и, следовательно, посещения других насекомых являются безрезультатными, а трата меда на их угощение — бесполезной и, поэтому, убыточной тратой. Сообразно этому у растений наблюдаются разнообразные приспособления для защиты меда от незваных гостей. С этой целью вход в трубку венчика бывает прегражден либо расширением пестика, либо пучками и кольцами волосков, легко пропускающих тонкий длинный хоботок насекомого-опылителя, но препятствующих нежелательным насекомым пробираться к меду. У львиного зева вход в трубку венчика плотно заперт выростом нижней губы; необходимо некоторое усилие, чтобы отогнуть губу и пробраться внутрь; этим исключаются в качестве посетителей цветка всякие мелкие насекомые, и только крупные шмели оказываются в силах отворить замкнутую дверь. Особую группу защитных приспособлений составляют различные ловчие липкие кольца, которые окружают стебель пониже цветков и препятствуют лакомым до меда, но бесполезным в смысле опыления муравьям и прочим ползающим мелким насекомым пробраться к цветку. Часто это не сплошные кольца, а только густо разбросанные железистые волоски, липкое выделение которых делает невозможным передвижение мелких насекомых. К числу таких же защитных приспособлений относится и способность растений раскрывать свои цветы только на время лёта способствующих опылению насекомых. Если цветы растения держатся по несколько дней, то обыкновенно они каждый день в определённое время раскрываются и закрываются. В ясные погожие дни это происходит очень правильно, так что Линней мог составить «цветочные часы», таблицу, по которой, наблюдая время закрывания и открывания цветов, можно определить приблизительно время дня. Это приспособление защищает пищевые запасы растения также и от вредных атмосферных влияний в то время, когда нужные для опыления насекомые не летают. Кроме того, многие цветы обладают ещё способностью сворачиваться и закрывать свои цветки в пасмурную и холодную погоду. Специально от смачивания росой и дождём у некоторых растений мед защищается ширмой из волосков, несмачиваемых водой; такие волоски нисколько не препятствуют проникновению хоботка насекомого, но прекрасно задерживают на своей поверхности капли росы и дождя. Между прочим, существование защитных волосков над нектариями у Geranium silvaticum натолкнуло Шпренгеля на изучение жизненного обихода цветка и привело его к открытию роли насекомых в этой жизни. Но мало того, что растения хранят в недрах своих целые клады пищевых веществ и тщательно оберегают их от бесполезного растрачивания, — необходимо ещё, чтобы клад был разыскан насекомым, ибо только тогда растение получит за свои труды и заботы соответствующую награду. Вместилище питательных веществ должно быть заметно издали, над ним должна быть бросающаяся в глаза вывеска. Достигается такая заметность путём контрастной окраски; на зелёном фоне листвы резко выделяются розовый, жёлтый, белый, голубой цвет лепестков. Яркость окраски и контрастность её с зелёным цветом листвы — составляют смысл существования окрашенных околоцветников у Э. растений, и понятна поэтому бесплодность попыток садовников получить чёрный тюльпан и зелёную розу. Заметность цветов увеличивается в том случае, когда цветок окрашен не в один цвет, а в два или более резко отличающихся друг от друга цвета. Так дело обстоит, например, у трёхцветной фиалки; в большинстве случаев, однако, неоднородность окраски цветка мало увеличивает его заметность издали; напротив, вблизи эти черточки, пятна, полоски видны хорошо и являются указующими перстами при разыскивании медохранилища. У Э. растений связь рисунка на лепестках с положением нектариев настолько постоянна, что присутствие этих указующих перстов Шпренгель считает несомненным указанием на медоносность растения. Возвращаясь к заметности цветка издали, надо, конечно, указать на увеличение размеров цветка, как на прямой путь к достижению цели. Но возрастание величины цветка имеет свои пределы, за которыми дальнейшая трата строительных материалов уже не окупается получаемой выгодой. Поэтому цветки, диаметр которых больше 10 см, очень редки, а цветки более 35 см в поперечнике известны только у двух растений. Пальма первенства, в смысле размеров, принадлежит отвратительно пахнущему жёлто-красному цветку Rafflesia Arnoldi. Своим видом и запахом Rafflesia привлекает насекомых, питающихся падалью, которые и производят её опыление. Грандиозные размеры цветка объясняются, отчасти, образом жизни растения. Оно паразитирует на корнях Cissus, и всё тело его вне растения-хозяина сводится исключительно к цветку. Редкость очень крупных цветов объясняется таким образом тем, что возрастание заметности цветка далеко не идёт параллельно увеличению его размеров. В нашем климате цветки с диаметром в 2-5 сантиметров являются вполне обеспеченными в смысле разыскивания их насекомыми; развивать такие цветы, как у Rafflesia, было бы совершенно излишним. Но даже и образование таких сравнительно мелких цветков в 2-5 см в диаметре является не самым выгодным использованием строительных материалов растения; гораздо выгоднее достигать резкой заметности цветков путём окучивания их в большие соцветия. При этом каждый отдельный цветок может быть очень мелок, как, например, у зонтичных растений, бузины, валерианы и проч. В таких случаях комбинируется в одно мощное целое не только окраска, но и запах цветов, и, например, все белое дерево черёмухи, вишни, яблони является ярким образцом проведения такого принципа. Интересную крайность в этом смысле представляют соцветия сложноцветных; отдельные цветки в них настолько мелки, что все соцветие кажется профану одним цветком; но каждый отдельный цветок на самом деле настолько мелок, что мы его просто не замечаем; лишь совокупность их бросается в глаза. Здесь же, у сложноцветных, мы встречаемся и с интересными случаями разделения труда между отдельными цветками, образующими соцветие. Внутренние цветки корзинки мелки и невзрачны; их венчик имеет вид маленькой трубочки с пятью зубчиками на верхушке; это «трубчатые цветы». Вся масса трубчатых цветов окрашена обыкновенно одноцветно, большей частью в жёлтый цвет, и имеет вид жёлтой круглой пластинки; краевые же цветы, обрамляющие эту пластинку, отличаются совершенно другой внешностью: их венчик развит в виде длинного язычка; на верхушке язычок несет только три зубчика и, таким образом, развита вполне только часть венчика, одна его губа, тогда как другая из двух листочков венчика, обыкновенно совсем неразвита. Получающиеся при этом «ложноязычковые» цветы, окрашены часто в иной цвет, например, в белый. Благодаря присутствию венца длинных язычков, такие соцветия издали бросаются в глаза. Характерно при этом то, что развитие крупного венчика у краевых цветов происходит за счёт недоразвития половых органов: ложноязычковые цветы не двуполые, а либо только женские, либо совсем бесполые. Подобное же соотношение между краевыми и срединными цветами соцветия встречается и вне семейства сложноцветных, причём у многих зонтичных краевые цветки просто крупнее средних, но не утрачивают органов воспроизведения; у некоторых видов один или несколько центральных цветков окрашены к тому же в иной, например тёмно-пурпуровый, цвет, резко выделяющийся на общем белом фоне соцветия. У калины и дикой гортензии краевые цветки, придающие красоту и заметность соцветию, совершенно бесполы.

Привлечение насекомых путём выделения пахучих веществ

Вторым не менее действительным способом приманки насекомых является выделение пахучих веществ, ароматность цветов. Нельзя сказать, однако, чтобы запах цветов был всегда приятен; выше был упомянут уже цветок Rafflesia, обладающий отвратительным запахом; подобной же неприятной особенностью обладает целый ряд других растений; они издают запах падали, гниющей мочи, навоза и тому подобных неприятных предметов. Но мухам, кладущим свои яички в гниющие вещества и питающимся разлагающимися веществами такой запах, по-видимому, очень приятен; по крайней мере, они усердно посещают подобные цветки и добросовестно исполняют для них роль переносчиков пыльцы. Из особенностей растений, выделяющих ароматные вещества, следует упомянуть периодичность этого выделения. Многие растения, опыляемые дневными насекомыми, перестают пахнуть ночью; напротив, растения, приспособленные к опылению ночными бабочками, чрезвычайно сильно пахнут ночью и совсем не пахнут, либо слабо пахнут, днем. Таковы: ночная фиалка, различные виды жимолости и проч.

Просмотров: 22428

<<<