Эти растения охотятся быстрее животных: как природа превратила листья в настоящие ловушки
Растениям почти всегда отведена роль пищи. Их едят травоядные, грызут насекомые, срезают люди. Но около 600 видов флоры перевернули эту логику с ног на голову, когда сами стали охотниками. Ловушки-капканы, клейкие листья, кувшины с пищеварительным соком, подводные вакуумные насосы – арсенал хищных растений поражает разнообразием. И все это ради микроэлементов, которых не хватает на бедных почвах, где они растут. Мы сделали подборку из таких растений-хищников.
Капкан с кальциевой памятью
Венерина мухоловка (Dionaea muscipula) – самый знаменитый растительный «зверь». Ее листья-ловушки захлопываются за 100 миллисекунд, но срабатывают не на любое касание – насекомому нужно дважды задеть чувствительные волоски с интервалом около 20 секунд. Так растение отличает живую добычу от случайного мусора.
Когда насекомое задевает волоски на листе, в клетках начинает расти уровень ионов кальция. Как только он поднимается до нужного значения, лист резко захлопывается. Переваривание длится 3-5 дней, потом ловушка открывается и выбрасывает пустой панцирь.
Клейкая западня
Росянки (Drosera) используют для поимки жертв липкие капли на железистых волосках. Едва насекомое приклеивается к ним, лист загибается, и железы начинают выделять пищеварительные ферменты. В них также содержится алкалоид кониин, который парализует жертву.
Австралийский вид Drosera glanduligera добавил к этому еще и «катапульту»: сухие щупальца по краю листа за 75 миллисекунд резко выбрасывают добычу в центр ловушки. Каждое такое щупальце одноразовое, но растение быстро обновляет листья, а потому их потеря малозначима.
Самый быстрый хищник в царстве растений
Пузырчатка (Utricularia) ловит добычу быстрее всех – меньше чем за миллисекунду. Ее ловушки представляют собой крошечные пузырьки, где железы создают вакуум. Когда жертва задевает чувствительный волосок, клапан распахивается, и перепад давлений засасывает добычу вместе с водой. Ускорение внутри ловушки в 600 раз превышает земное тяготение. Причем один такой капкан способен срабатывать сотни раз.
Кувшин-убийца
Непентесы – самые крупные хищные растения. Их листья в процессе эволюции превратились в кувшины с пищеварительной жидкостью. Насекомые тянутся к нектару, соскальзывают по гладкому краю и попадают прямиком в нее. Выбраться нереально из-за гигантских размеров. К примеру, непентес Раджа (Nepenthes rajah) формирует огромные кувшины объемом 3,5 литра, в которых находили даже мелких позвоночных.
Но интереснее другое: этот вид вступил в симбиоз с горными тупайями (Tupaia montana). Зверек садится на крышку кувшина, чтобы полакомиться сладким секретом, и одновременно оставляет в нем помет, откуда растение получает азот и фосфор. Цвет же самой крышки подобран так, чтобы быть заметным для тупайи на фоне остальной листвы.
Западня для саламандр
Саррацении, произрастающие на болотах Северной Америки, имеют трубчатые листья-ловушки. Их внутренняя поверхность скользкая из-за воска, а направленные вниз волоски не дают жертве выбраться. На дне скапливается жидкость с ферментами, а со временем там поселяются бактерии и личинки комаров, что помогают расщеплять добычу.
В 2019 году канадские биологи из Гуэлфского университета выяснили, что саррацения пурпурная регулярно ловит и позвоночных – например, желтопятнистых амбистом. Это один из немногих задокументированных случаев, когда хищное растение регулярно питается позвоночными.
Как растения стали хищниками
Данный механизм сформировался у разных групп цветковых растений, причем независимо друг от друга. Исследование Райнера Хедриха из Вюрцбургского университета показало, что у общего предка венериной мухоловки, росянки и альдрованды около 60 миллионов лет назад произошла дупликация генома. Копии генов, раньше работавших в корнях и отвечавших за всасывание питательных веществ, «переехали» в листья и стали участвовать в усвоении продуктов переваривания животных. Те же переносчики азота и калия, что у обычных растений работают в корнях, у хищных включаются в ловушках, но только когда туда поступает добыча.
Полезно знать
Филкоксия минасская (Philcoxia minensis) ловит червей под землей. У нее крошечные подземные листья с липким секретом. К нему прилипают нематоды, которых растение переваривает ферментами.
Вид Непентес стыдливый (Nepenthes pudica) формирует свои ловушки в почвенных полостях среди корней, что уникально для этого семейства.
Непентес Аттенборо (Nepenthes attenboroughii) ловит крыс. И хоть кувшины у растения среднего объема (до 1,5 л), исследователи находили в них останки мелких грызунов. Предположительно, те попадают туда случайно, но выбраться уже не могут.
Катопсис бертерониана (Catopsis berteroniana) – хищник из семейства ананасовых. Его внутренние листья покрыты воском, отражающим ультрафиолет. Из-за этого насекомые видят розетку как яркий маяк, садятся на нее и соскальзывают в воронку с водой, где их перерабатывают бактерии и простейшие.
Дарлингтония калифорнийская (Darlingtonia californica) – «лилия-кобра» с ложными выходами. Ее листья похожи на поднятую голову кобры, а внутри есть световые отверстия, которые насекомое принимает за выход – и лишь глубже забирается в ловушку. Это эндемик болот Калифорнии и Орегона.
Венерина мухоловка почти не ловит своих опылителей. Цветки подняты на цветоносах на 15-35 см выше ловушек, так как 87% опылителей (пчелы, жуки) прилетают по воздуху, а 80% добычи (муравьи, пауки) заползает в капканы с земли. Благодаря этому пересечение двух сообществ практически исключено.
