Текст книги "Путешествие в страну нектара"

Автор книги: Игорь Васильков

сообщить о нарушении

Текущая страница: 10 (всего у книги 14 страниц)

Вскоре после открытия Новой Зеландии и Австралии туда прибыли первые поселенцы из Европы. Они возделали там поля и посеяли клевер, которого раньше в Новой-Зеландии и Австралии не было.

Клевер пышно разрастался на плодородной почве, но семян не давал и, следовательно, не размножался. Каждый раз для посева приходилось привозить новые семена из Англии.

Причиной бесплодия клевера оказалось отсутствие шмелей, опыляющих это растение. Только после того, как в Австралию и Новую Зеландию были завезены из Англии шмели, клевер стал давать богатые урожаи семян.

Каждый год разлетаются насекомые по полям и лугам. И с каждым годом продолжает крепнуть взаимосвязь между цветками и насекомыми.

В мире цветковых растений возникли удивительные и разнообразные приспособления к тому, чтобы заставить насекомых переносить пыльцу с цветка на цветок.

Конечно, насекомое может выполнить роль перекрестного опылителя только в том случае, если не произойдет самоопыление цветка. Поэтому различные приспособления, помогающие растениям избегнуть вредного самоопыления, являются одновременно и средством обеспечить перекрестное опыление.

Наиболее простым примером будет случай, когда-образуются цветки разного рода: одни пестичные, другие тычинковые. Таких цветков немало в природе. Все знают, что у тыквы и огурца отцовские – тычинковые цветки не приносят плодов. Их и называют поэтому пустоцветом.

Другое очень распространенное средство избежать вредного самоопыления – это разновременное созревание тычинок и пестиков.

Резеда.

Когда пестик уже вытянется и раскроет рыльце для принятия пыльцы, тычинки на том же растении еще не созрели и не могут опылить пестика. Так происходит у резеды, адониса лекарственного и многих других растений.

Иногда бывает наоборот. У обыкновенной наперстянки, дающей ценный лечебный препарат от сердечных заболеваний, пыльца высыпается раньше, чем созревает пестик.

Многие растения имеют цветки двух видов: в одних цветках длинные пестики и короткие тычинки, в других – короткие пестики и длинные тычинки.

Так устроены голубые цветки незабудок и желтые цветки первоцвета.

В одних цветках первоцвета такие длинные пестики, что их рыльца высовываются из трубки венчика, а пыльники короткие, скрытые глубоко в недрах цветка. В других цветках, наоборот, короткие пестики, а тычинки длинные, вытянутые на уровень входа в трубку венчика.

У первоцвета в одних цветках длинные тычинки и короткие пестики, в других, наоборот, короткие тычинки и длинные пестики. Это способствует перекрестному опылению.

Смысл этого приспособления становится ясным, как только на цветок сядет насекомое.

Хоботок насекомого в цветке с короткими тычинками наткнется в глубине цветка на пыльники и покроется пыльцой. В цветке с короткими пестиками насекомое, наоборот, наткнется тем же хоботком уже на рыльце пестика и опылит его. Одновременно насекомое коснется головой пыльников на длинных тычинках и унесет новую порцию пыльцы уже не на хоботке, а на голове и передаст пыльцу на цветки с высокими пестиками.

Примерно так устроены цветки в пестрых соцветиях медуницы. Здесь, как и у первоцвета, рыльца в цветках с длинным пестиком находятся на уровне пыльников в цветках с длинными тычинками. Но все цветки в каждом соцветии медуницы одинаковы. Такое устройство цветков не только предупреждает возможность перекрестного опыления между отдельными цветками одного и того же соцветия, но и гарантирует перекрестное опыление между разными соцветиями.

Удивительно, неправда ли?

И все же это только наиболее простые из приспособлений цветков к перекрестному опылению.

Посмотрите, какое в природе разнообразие в формах и устройстве цветков.

Цветки с лепестками правильной и неправильной формы, с лепестками, расположенными симметрично и несимметрично.

Цветки с разделенными и сросшимися лепестками: двугубые, мотыльковые, язычковые.

Цветки со сросшимися лепестками: мотыльковый, двугубый, язычковый.

Соцветия, где цветки собраны в виде кистей, метелок, щитков, зонтиков, корзинок, султанов.

С тех пор как в середине XVIII века русские исследователи Кельрейтер и Болотов впервые открыли тайну взаимосвязи между цветками и насекомыми, была проведена большая научная работа. То, что было неясным и скрытым, стало простым и понятным.

Оказалось, что разнообразное и сложное строение цветков также помогает перекрестному опылению.

Больше того: строение отдельных цветков оказалось приспособленным к строению и повадкам отдельных видов насекомых.

Зачем это нужно?

Дело в том, что различные насекомые далеко не равноценны как опылители.

Много ли пользы могут принести жуки, которые поедают только пыльцу?

И какая польза растению от какой-нибудь бабочки или мухи, беспорядочно летающей по самым различным цветкам? Ведь если насекомое перенесет пыльцу с одуванчика на яблоню или с василька на огурец, оплодотворение не произойдет.

Вот почему у цветков выработались приспособления, защищающие нектар от бесполезных для растений лакомок и открывающие к нему доступ насекомым, производящим перекрестное опыление.

Цветки наперстянки, с которой мы познакомились выше, обладают еще одним интересным приспособлением. Нижняя внутренняя сторона венчика у них густо покрыта волосками. Мелкие насекомые непригодны для опыления наперстянки, и волоски их задерживают. Зато крупные насекомые, вроде шмелей, легко вползают в висячие цветки наперстянки, цепляясь за волоски. Значит, эти волоски выполняют двоякую задачу: они одновременно служат преградой для мелких насекомых и удобной лестницей для крупных.

Наперстянка.

Мы уже знаем, что окраска цветков приспособлена к особенностям зрения отдельных насекомых. Этой же цели служит и строение цветочных венчиков.

Чтобы избавиться от толпы назойливых мух, многие цветки имеют такую форму венчика, где сладкий нектар спрятан в глубине трубки венчика или в специальной шпорце, образованной выпячиванием одного из лепестков.

Цветки полевой гвоздики опыляются бабочками.

Венчик гвоздики представляет собой удобную посадочную площадку для бабочек, а нектар скрыт в глубине венчика, откуда его может достать только длинный хоботок тех же бабочек.

Цветки донника приспособлены к опылению пчелами. На нижних лепестках этих цветков, раскрытых в виде пасти, может усидеть только пчела, так как бабочке здесь некуда деть свои большие крылья.

А плотно сомкнутые губы закрытого цветка льнянки может раскрыть лишь тяжелый и грузный шмель, ударившись о цветок с налета. Цветки льнянки и опыляются шмелями, добывающими нектар в глубине длинной шпорцы этого цветка.

При этом тычинки и пестики в цветках льнянки расположены таким образом, что насекомое, пробираясь к нектару, неизбежно должно задеть их своей спинкой.

Так различные виды цветков тесно связаны именно с теми насекомыми, которые берут на них нектар и пыльцу.

Приспособление к разным условиям жизни привело и к изменению в строении тела насекомых, к различию в устройстве крыльев, челюстей, щетинок и хоботков.

У пчел и у шмелей и челюсти и лапки устроены так, что насекомые могут очень ловко слизывать нектар и собирать пыльцу.

А у бабочек отдельные части рта устроены совсем по-особому.

Бабочки не грызут и не жуют пищу, как осы, не слизывают ее, подобно пчелам, а высасывают нектар из венчиков цветков. Поэтому вместо жвал и язычка у бабочек длинный хоботок. И при этом каждый вид бабочек имеет хоботок, приспособленный к строению цветков, из которых они сосут нектар.

На Мадагаскаре имеется орхидея, в цветке которой нектар лежит на дне длинной трубки на глубине 25–35 сантиметров. Ученые долгое время не знали, как опыляется этот цветок. Ведь насекомые не могут добыть сладкий сок, запрятанный так глубоко. Потом оказалось, что на Мадагаскаре есть бабочка с язычком длиной около 25 сантиметров. Именно она и опыляет этот необыкновенный цветок.

Почему многие цветки всегда закрыты днем, а раскрываются только ночью? Почему около больших цветков садового душистого табака или около белых полевых цветков хлопушки днем не увидишь насекомых?

Да потому, что эти растения приспособились к ночным опылителям. Ночью они раскрываются, благоухают и выделяют нектар. И как только упадет на землю ночная тень, около этих цветков появляются ночные бабочки: совки, шелкопряды, бражники. Днем они скрывались в темных углах, в глубоких трещинах древесной коры. А теперь всю ночь будут увиваться вокруг белых ночных цветков.

И то, что эти цветки белые, и то, что они имеют обычно очень глубокие венчики, – тоже понятно. Ведь яркая окраска венчика не нужна ночью. Только белый цвет виден в ночном мраке. Сильный аромат ночных цветков восполняет недостаток в окраске, а глубокие венчики специально приспособлены к длинным хоботкам бабочек.

У ночной бабочки бражника очень длинный хоботок, свернутый спиралью, словно часовая пружина. Подлетев к цветку петунии, бражник на лету развертывает спираль своего хоботка, запускает его в глубину цветочного венчика и пьет нектар.

Хоботок бабочки спереди и сбоку.

Как видите, даже длина хоботка у бабочки находится в тесной зависимости от условий жизни.

Неразрывно связаны с условиями жизни, с особенностями переносчиков пыльцы и замечательные приспособления к перекрестному опылению в цветках полевого шалфея. Тычинки здесь подвижны. Они устроены наподобие рычага и лежат как раз на пути насекомого, проникающего к нектару. Опыляются эти цветки главным образом шмелями.

Чтобы добыть нектар, шмель должен заползти глубоко в недра венчика. В тот момент, когда насекомое достает хоботком нектар, оно неизбежно упирается головой в нижний конец тычинки. Рычаг приходит в действие, и другой конец тычинки с пыльником ударяет шмеля по спине. Из пыльников высыпается пыльца и покрывает спинку насекомого.

При посещении другого, более зрелого цветка шалфея, где тычинки уже завяли, золотистую пыльцу со спинки шмеля собирает выдвинувшееся из шлемообразного венчика рыльце. Происходит перекрестное опыление.

В цветках полевого шалфея тычинки устроены наподобие рычага и лежат как раз на пути насекомого, проникающего к нектару.

На юге СССР есть растение бобовник. Цветки у него похожи на цветки гороха и бобов. Они состоят из пяти лепестков: два нижних срослись наподобие лодочки, два других расположились по бокам лодочки, подобно крыльям, а пятый, самый крупный, торчит над лодочкой, словно парус.

В лодочке у бобовника спрятаны тычинки и пестик. Садится пчела на такой цветок, упирается ножками в его «крылья», и они от тяжести насекомого опускаются и тянут за собой лодочку. Лодочка быстро раскрывается, спрятанные в ней тычинки выскакивают наружу и обдают пчелу целым облачком пыльцы.

Остроумно устроен цветок круцианеллы. В этом цветке спрятана настоящая батарея, обстреливающая насекомых пыльцой.

Небольшие цветки круцианеллы собраны в шаровидную головку на верхушке цветоножки. Каждый цветок имеет трубчатую форму. В верхней части эта трубка расширена. Со дна цветка посередине поднимается на длинном змеевидном столбике пестик. Рыльце пестика плотно зажато между пыльниками тычинок.

С последними лучами вечерней зари около цветков появляется бабочка-бражник. Она на лету развертывает длинный хоботок и запускает его в глубину цветочного венчика.

Тычинки уже созрели. Они обильно осыпают пестик пыльцой. Но это не приводит к опылению, так как цветок круцианеллы сам себя опылить не может – пестик здесь созревает позже тычинок.

Через некоторое время столбик пестика выпрямляется. Его рыльце освобождается из тисков пыльников и упирается в сводик закрытого цветка.

Прилетает шмель или пчела и садится на цветочную головку круцианеллы. И вдруг все цветки один за другим начинают стрелять в насекомое клубочками желтой пыльцы. Это происходит потому, что от легкого давления сверху лепестки цветков развертываются, пестики, упруго упиравшиеся в своды цветков, освобождаются, с силой выбрасываются вверх и разбрасывают вокруг находящиеся на них пылинки.

Таким образом, в цветках круцианеллы насекомые также принудительно нагружаются пыльцой, но делается это не тычинками, а при посредстве пестиков. Сами пестики при этом остаются неопыленными.

Проходит время. Пестики созревают, к цветку вновь прилетает насекомое, обстрелянное пыльцой на соседнем соцветии. Это насекомое и опылит зрелые пестики, оставив на них пыльцу с другого соцветия.

В цветке круцианеллы спрятана целая батарея, обстреливающая насекомых пыльцой.

Еще более интересным приспособлением для перекрестного опыления обладает цветок кирказона.

Зеленоватый трубчатый околоцветник у этого растения вытянут в форме воронки и расширен внизу в полость, где находятся столбик пестика и тычинки с пыльниками.

Мелкие мушки легко заползают в расширенную часть околоцветника. Но выбраться обратно они уже не могут, так как узкий проход, по которому они проникли в глубину цветка, усажен ресничками, направленными внутрь. Мушки становятся пленницами цветка. Они бьются в тесном заключении и если на них была пыльца, приставшая на других цветках кирказона, то, конечно, оставляют ее на рыльце.

Цветки круцианеллы в разрезе: 1 – пестик сидит на длинном, свитом пружиной столбике, рыльце вдвинуто между пыльниками; 2 – пестик с рыльцем, осыпанным пыльцой, уперся в сводик венчика; 3 – цветок раскрылся, пружина раскручивается, пыльца разлетается в стороны; 4 – рыльце созрело, но пыльцы на нем уже нет.

Когда опыление таким образом совершилось, в цветке созревают пыльники и осыпают узников новым запасом пыльцы. Только после этого щетинки, запиравшие выход из цветка, засыхают и насекомые получают возможность вылететь наружу. В следующем цветке их ожидает новое пленение и освобождение только после опыления цветка.

Цветки-ловушки кирказона.

Не менее удивительно, хотя и совсем по-другому, обеспечивается перекрестное опыление у орхидей. Эти красивые нежнорозовые, красные, желтые, матовобелые и пестрые цветки украшают наши ботанические сады и оранжереи.

Ботаники насчитывают до 20 тысяч различных видов орхидей. Большинство из них обитает в тропических странах, главным образом в Индии, Южной Америке и на островах Индийского океана.

Около двадцати видов мелких орхидей живет на территории нашей Родины. Особенно много их в горных лесах Забайкалья. Там можно встретить даже весьма крупные орхидеи, не уступающие по размерам некоторым из своих южных родственников.

Цветок орхидеи имеет причудливую форму, напоминающую разинутую пасть сказочного дракона. Нижняя часть венчика свешивается вниз и образует удобную площадку для прилетающих насекомых. Нектар у орхидей скрыт в глубине длинной шпорцы. Но на пути к нектару насекомые встречают особую колонку, составленную из сросшихся частей пестика и тычинок.

Пыльца у орхидей очень липкая и собрана в два продолговатых комочка на конце одной или двух коротких тычинок. Комочки эти сидят в цветке очень непрочно. Ботаники называют их поллиниями.

Поллинии расположены над рыльцами двух сросшихся пестиков. Третье рыльце преобразовалось в небольшой мешочек, где на особых липких основаниях и сидят поллинии.

Когда насекомое в поисках нектара слегка заденет головой эти оригинальные тычинки, комочки пыльцы своим липким основанием прикрепляются к головке насекомого. Насекомое улетает, украшенное своеобразными рожками из пыльцы. Во время полета рожки на голове насекомого изменяют свое положение: они изгибаются и наклоняются вперед.

Когда насекомое садится на следующий цветок, торчащие вперед поллинии упираются в оба низко расположенные рыльца пестиков. Часть пыльцы при этом остается на рыльце.

Перелетая с цветка на цветок, насекомое с такими пыльцевыми рожками может опылить подряд несколько орхидей.

Орхидея наших полей.

Цветок орхидеи. В глубине видны поллинии. Поллинии можно извлечь острым концом карандаша. Как и на голове насекомого, поллинии вскоре принимают наклонное положение.

Высокую степень взаимного приспособления между цветком и насекомым-опылителем можно проследить на примере юкки кинжаловидной.

На побережье Черного моря можно увидеть странное растение с корявым стволом, с длинными, как лезвие кинжала, мясистыми и колючими листьями. Листья сидят густым щетинистым венцом на вершине ствола. Над зеленой щеткой листьев поднимаются высокие стрелки, сплошь усыпанные красивыми белыми, похожими на колокольчики цветками. Это и есть юкка.

Днем цветки юкки закрыты. Открываются они в сумерки. И именно в это время, на границе дня и ночи, около цветков юкки появляется небольшая бабочка – юкковая моль.

Вечером, когда открываются крупные цветки юкки кинжаловидной, около них появляется небольшая бабочка.

Быть может, бабочка прилетает сюда за сладким нектаром? Нет, юкка нектара не выделяет.

Тогда, значит, бабочка прилетает за пыльцой? Но, оказывается, и это неверно. Эта бабочка пыльцы не ест.

Что же она делает на цветках юкки?

Давайте понаблюдаем. Вот бабочка подлетела к колокольчику юкки. Села и быстро заработала щупиками и передними лапками. Она снимает с пыльников пыльцу юкки и сминает ее в плотный шарик.

Затем бабочка подхватывает шарик щупиками и, держа его под головой, летит к другому цветку юкки. Тут она пробирается к пестику и пробуравливает в завязи его несколько отверстий. Бабочка делает это при помощи короткого яйцеклада, расположенного на конце брюшка. В каждое отверстие бабочка откладывает по одному яичку.

Все время, пока бабочка проделывает эти сложные действия, она ни на секунду не выпускает шарика, а держит его щупиками.

Когда яйца отложены, бабочка вместе со своей драгоценной ношей поднимается на вершину пестика.

Что бы вы думали она делает здесь? Она производит перекрестное опыление цветка юкки. Для этого бабочка вдавливает принесенный ею шарик из пыльцы в углубление на рыльце пестика, а затем улетает.

Почему юкковая моль проявляет такую «заботу» о перекрестном опылении юкки?

Если бабочка не опылит цветка, он останется неопыленным, а значит, и завязь не превратится в плод. Тогда личинки бабочки погибнут от голода, так как они могут питаться только семенами юкки.

Повинуясь инстинкту, передаваемому из поколения в поколение, бабочка заботится не о судьбе юкки, а о судьбе собственного потомства.

Личинки бабочки, выйдя из яичек, съедят около сотни семян. И еще столько же семян останется для продолжения рода самой юкки.

Растение и насекомое здесь одинаково зависят друг от друга. Без юкки не могла бы существовать бабочка юкковая моль, а без содружества с бабочкой само растение давно бы исчезло с лица Земли.

Чем же можно объяснить необыкновенные повадки этой бабочки, так похожие на сознательные действия?

Все той же силой естественного отбора, приспособляемостью к среде обитания. Ведь сложные взаимоотношения растения и насекомого и в этом случае возникли не сразу, а складывались постепенно, в течение многих тысячелетий. Мы же видим только результат этого длительного процесса, и поэтому он кажется нам таким удивительным.

Между тем даже строение цветка юкки и строение тела юкковой моли свидетельствуют о взаимной приспособляемости.

У юкки на рыльце пестика образовалась воронка, куда бабочка легко может поместить комочек пыльцы. А у юкковой моли есть щетинистые, похожие на серп щупики; ими она скатывает шарик из пыльцы и помещает его на рыльце цветка.

У юкки образуется в завязи так много семян, что их хватает и на корм личинкам бабочки и для размножения самой юкки. А у юкковой моли, в отличие от других бабочек, есть яйцеклад. С его помощью она может опустить в завязь цветка свои яички.

На приведенных примерах вы видите, как различны приспособления, помогающие растениям привлечь к опылению своих цветков определенных насекомых.

Вы знаете, что одновременно развиваются и другие приспособления: уже не привлекающие, а препятствующие проникновению в цветок случайных насекомых.

Бывает также, что одно и то же насекомое в отношении различных растений играет прямо противоположную роль.

Белые цветки дикой моркови и дикого тмина собраны в зонтики. Венчики цветков маленькие и плоские. Сидят они так тесно, что составляют общую поверхность зонтика. По этому сплошному пушистому ковру из цветков постоянно бродят муравьи. Бродят и невзначай опыляют цветки.

Поэтому для дикой моркови и дикого тмина муравьи – полезные насекомые: они опыляют эти растения.

Как по ковру, бродят муравьи по зонтикам дикой моркови, бродят и опыляют цветки.

Летом по склонам оврагов цветет малиновая смолка. Муравьи стремятся пробраться и к этим цветкам, чтобы полакомиться нектаром. Но цветки у смолки крупнее. Если муравей заползет в цветок, он слижет сладкий сок, но не заденет тычинок и пестика, а значит, не опылит цветка. А на цветок, из которого уже взят нектар, не сядет и другое насекомое. Цветки смолки останутся бесплодными.

Значит, по отношению к смолке муравьи уже не полезные, а вредные насекомые. И смолка выработала специальное приспособление, чтобы преградить муравьям дорогу к цветкам.

На верхней части стебля у смолки выделяется клейкое вещество. Как ни ухитряются муравьи, они не могут преодолеть этого липкого пояса.

У смолки на верхней части стебля выделяется клейкое вещество. Муравьи не могут преодолеть этот липкий пояс.

Молодые, еще не распустившиеся корзиночки цветков горного василька привлекают массу прожорливых жуков-бронзовок. Жуки сгрызают плодоносящие части цветка, не дав им созреть. И вот тут на сцену вновь выступают муравьи. Но уже не как опылители и не как вредители цветка, а как защитники.

Дело в том, что молодые сочные бутоны горного василька выделяют на концах прицветников сахаристую жидкость. Муравьи охотно лакомятся этим сладким соком и поэтому постоянно толкутся на бутонах. Если на бутон прилетит жук, муравьи бросаются на него, так как жук для них подходящая добыча. И жуки, естественно, избегают такого опасного соседства. Но, отгоняя жуков, муравьи тем самым оберегают бутон горного василька.

Муравьи «защищают» бутоны горного василька от прожорливых жуков-бронзовок.

Можно привести очень много примеров замечательной взаимосвязи цветков и насекомых. Но и сказанного достаточно, чтобы понять основное: яркая окраска цветков, запах, нектар, само время цветения – все это теснейшим образом связано с насекомыми-опылителями.

Растения и насекомые, как и все живые организмы, зависят от среды, в которой живут. Они развиваются и изменяются под влиянием изменяющихся условий жизни. Таков общий, постоянно действующий закон природы.

На растения, опыляемые насекомыми, внешняя среда особенно сильно воздействует через насекомых-опылителей, а на насекомых – через растения, от которых они получают пищу.

Насекомоопыляемые растения и насекомые-опылители развиваются, следовательно, согласно общим законам природы, на основе тесной взаимосвязи.

Эта взаимосвязь представляет не только чисто научный интерес. Она имеет большое практическое значение. Ведь от «работы» насекомых-опылителей зависит урожайность многих ценных сельскохозяйственных культур.

Советские ученые, изучая взаимосвязь насекомоопыляемых растений и насекомых, находят пути к использованию этой силы живой природы в интересах народного хозяйства нашей страны.