Главная страница «Первого сентября»Главная страница газеты «Биология»Содержание №02/2000
Божественно прекрасные

БОТАНИКА

Г.Н. ТИХОНОВА

Божественно прекрасные

«Божественно прекрасные» – примерно так можно перевести на русский язык слово «орхидеи». Пусть этот перевод не точен с точки зрения лингвистики, но он как нельзя лучше подходит этим необычайно красивым цветам. Даже среди яркой растительности тропических лесов они выделяются своей оригинальной формой, экзотическими оттенками, своеобразным ароматом. За все это еще в древние времена аборигены обожествляли орхидеи, поклонялись им, использовали в ритуалах, считая их загадочными и магическими растениями.

Не удивительно, что прекрасные цветы поразили воображение европейцев. Но белый человек по отношению к этим восхитительных растениям повел себя как очарованный враг. Желая иметь орхидеи у себя дома, европейцы стали алчно скупать и вывозить хрупкие растения в Европу. Сколько тысяч их погибло по пути в Европу и от неправильного обращения в плену оранжерей?!

Катасетум шляпочный (Catasetum pileatum)Прошло немало времени, и люди постепенно научились создавать необходимые условия для заморских красавиц. Орхидеи стали источником крупных доходов, что, к сожалению, привело к увеличению сборов диких видов. Одно время даже вспыхнул настоящий орхидейный бум – помимо сборов диких форм орхидеи начали разводить, выводить новые сорта с более богатой палитрой оттенков, причудливыми формами – для продажи уникальных, невиданных ранее растений. Возросло количество «цветочных» экспедиций в самые удаленные и малодоступные уголки планеты. В результате большое количество видов орхидей исчезло с лица Земли, а многие стали встречаться исключительно редко.

Катасетум шляпочный (Catasetum pileatum)

Некоторые страны стали принимать меры, увы, не всегда успешные, чтобы хоть как-то защитить эти чудесные творения природы. На территории Европы и нетропической Азии за последнее столетие бесследно исчезли наиболее уязвимые виды орхидей. В большинстве стран орхидные оказались среди первых растений, занесенных в Красные книги.

И тем не менее это – второе по численности семейство среди покрытосеменных растений. Уникальность орхидных заключается еще и в том, что среди множества их видов нет ни одной древесной или кустарниковой формы. Все они – травянистые многолетники. Наиболее многочисленны среди них эпифиты – виды, поселяющиеся на стволах и ветвях деревьев. Но не надо думать, что они паразитируют на растении-хозяине. Вовсе нет! Благородные орхидеи используют деревья лишь в качестве опоры, прорастая в полостях и трещинах коры, где скапливаются перегной и пыль. Другая группа орхидных – наземные виды.

Самая замечательная часть этих растений – это, бесспорно, их прекрасные цветки. Если нецветущие орхидеи еще можно принять за ирисы или лилии, то, как только появляются цветки, их уже не спутаешь ни с какими другими растениями. Считается, что орхидные достигли совершенства в выработке приспособлений к перекрестному опылению, а их высокоспециализированные органы – цветки – являются в этом смысле вершиной эволюции.

Широкий диапазон окраски цветков – от ослепительно-белого и нежнейшего розового до ярко-зеленого, темно-багрового и почти черного – обогащается еще и различными сочетаниями цветов. Встречаются пятнистые, полосатые и замысловато раскрашенные цветки. В Мексике, например, растет орхидея бычья голова, напоминающая голову животного с темными завитыми рогами. У другой орхидеи – серапиаса язычкового – из цветка наружу высовывается длинный ярко-алый язык. Цветок офриса пауконосного похож на большого темного паука; качающийся в ветвях, он способен испугать и человека. Орхидеи рода офрис вообще большие «затейницы»: они научились ловко имитировать бабочек, шмелей и даже комаров. Есть и такие виды, цветки которых можно спутать с белоснежными голубями или сверкающими колибри.

Блетилла полосатая (Bletilla striata)Наши орхидеи менее эффектны, чем тропические. Встречаются даже совсем скромные с мелкими желтоватыми и зеленоватыми цветочками, например, почти невзрачные тайник яйцевидный, мякотница однолистная, хаммарбия болотная, тулотис буреющий. Но все-таки большинство видов – это очаровательные и хрупкие создания с нежным изысканным ароматом и прелестными яркими цветками, обычно собранными в изящные соцветия. Некоторые, правда, имеют крупные одиночные цветы (башмачки).

Блетилла полосатая (Bletilla striata)

Основной тип соцветия орхидных – кисть: у одних она повислая (дремлики, седлоцвет), у других прямая (липарисы, мякотницы), у некоторых цветоножки скручены в кисти (тайники, ладьян). Довольно часто встречаются колосовидные соцветия, где цветки располагаются на укороченных цветоножках (пыльцеголовники, пололепестники, кокушники и др.).

Цветки орхидей удивляют нас не только своими красками, но и формой. Они состоят из шести лепестков, расположенных в два круга. Три лепесточка наружного круга почти одинаковы, а у трех внутренних средний очень сильно отличается от других. За такую неправильную форму Гете назвал орхидеи уродливыми лилиями. Конечно, можно не согласиться со столь нелестным эпитетом, но с тем, что лилии – ближайшие родственницы орхидей, не поспоришь. Лилии – строгие красавицы, их шестилепестковый цветок считают образцом гармонии и математической правильности. Он имеет много осей симметрии, тогда как цветки их экстравагантных родственниц имеют всего одну.

Верхний лепесток внутреннего круга околоцветника, не похожий на остальные, называется губой и выполняет очень важную функцию при опылении, так как служит «посадочной площадкой» для насекомых-опылителей. Главное отличие губы от других лепестков – ее размеры – она крупнее других лепестков. Кроме того, она отличается большим разнообразием форм.

У российских орхидных из родов калипсо и башмачки губа сильно раздута и напоминает изящную туфельку у первых и башмачок у вторых. У других видов наших орхидей губа плоская, но и тут существуют разные варианты: у лимнархиса, липарисов и любок она целая, у тайников рассечена на две лопасти, у пальчатокоренников – на три, у ремнелепестников все три лопасти длинные и нитевидные, у погонии – бахромчатые. Еще более замысловато устроена губа у дремликов и пыльцеголовников. Она у них разделена поперечной перетяжкой на переднюю часть – эпихилий и заднюю – гипохилий. Губа обычно обращена вниз – это еще одно ухищрение орхидных для более успешного опыления цветка, как и наличие шпорца-нектарника в основании губы.

Другие листочки околоцветника у одних видов (офрисы, хаммарбия болотная) свободны, но чаще два круга сближены (любки, ладьян, кокушники), могут быть даже сложены в шлем (лимодорум, тайники, леукорхис). Другая особенность цветка орхидей – наличие одной тычинки. Исключение составляют лишь башмачки – у них две тычинки. Единственная тычинка срастается со столбиком и рыльцем пестика. Такая своеобразная структура орхидных носит название гиностемий. Здесь мы опять сталкиваемся с разнообразием форм и размеров, имеющих, кстати, важное систематическое значение. По бокам гиностемия в виде двух бугорков сохранились в редуцированном виде утратившие свои первоначальные функции тычинки – стаминодии.

Другим систематическим признаком орхидных является их пыльца. Завязь у этих растений нижняя, т.е. образуется под цветком, плод – коробочка. При созревании семена высыпаются из шести продольных щелей. У тропических видов коробочки достигают больших размеров (с куриное яйцо), у наших они мелкие. Семена всех орхидей крохотны и пылевидны и почти совсем лишены питательных веществ. У наземных видов они тяжелее и малочисленнее, чем у эпифитов.

Для чего же орхидеям нужно такое разнообразие форм? Ответ прост: все эти ухищрения служат более успешному перекрестному опылению растений. У них все своеобразно и необычно, даже процесс опыления. Чарльз Дарвин, подробно его изучив, заявил, что орхидные несомненно представляют собой вершину эволюции однодольных растений. За длительное время эволюции эти растения выработали ряд приспособлений к опылению определенными видами насекомых. Достигнутый ими результат русский биолог И.И. Мечников назвал одним из самых удивительных и гармоничных приспособлений.

Цимбидиум (Cymbidium cultum)

Цимбидиум (Cymbidium cultum)

Есть орхидные, которые опыляются только определенными видами насекомых. Такой союз делает их зависимыми от партнера, который может вдруг исчезнуть. Но орхидеи оказались готовы и к этому. Так, офрис пчелоносная в случае отсутствия насекомых способна к самоопылению. Для своих же опылителей эти «хитроумные» растения изобрели целый ряд приманок.

Во-первых, они вырабатывают много нектара и пыльцы, а это любимое лакомство не только насекомых, но и некоторых видов птиц, таких как колибри и нектарницы. Орхидеи приспособились ко вкусам и тех, и других. Например, птиц больше всего привлекает красный цвет венчика, мух – красно-коричневые и грязно-фиолетовые тона, а бабочек влекут снежно-белые лепестки, сияющие в полумраке тропического леса. Некоторым насекомым орхидеи предоставляют свои околоцветники для откладывания яиц. А порой цветы заманивают насекомых, имитируя их половых партнеров. Среди множества ухищрений, направленных на обеспечение успеха опыления, есть и еще одно, заслуживающее внимание. Оно присуще всем орхидным и заключается в очень длительном цветении неоплодотворенных цветков. Например, венерин башмачок обыкновенный в ожидании опыления не вянет более трех недель, а после оплодотворения увядает сразу. Наши ятрышники способны цвести до двух недель, а тропические орхидеи сохраняют свои соцветия 2–3 месяца.

Жизненный путь от крохотного семечка до роскошной красавицы орхидеи тоже очень сложен и существенно отличается от пути других растений. В свое время еще Ч.Дарвин обратил внимание, что орхидеи стремятся произвести как можно больше семян. Так, в одной коробочке ятрышника пятнистого может образоваться более 6 тыс. семян, у кокушника комарникового – до 10 тыс., а у любки двулистной – до 200 тыс.

Несмотря на высокую плодовитость, выжить суждено лишь ничтожной части семян, в лучшем случае одной из тысячи. Семена легкомысленных красавиц почти не обеспечены питательными веществами, и в них в отличие от прочих однодольных отсутствует эндосперм. Странности этого семейства на этом не заканчиваются: их зародыш не разделен (как у всех других) на корешок, стебелек, почку и семядолю. Зато семена орхидей легки, как воздух, благодаря особой оболочке с воздушными пузырьками.

Растения позаботились о том, чтобы их семена покинули свою коробочку именно в сухую «летную» погоду. В полости коробочки имеются длинные гигроскопичные волоски, которые при изменении влажности начинают скручиваться, перемешивая семена и подталкивая их ближе к выходу. Но когда становится влажно, коробочки разбухают и надежно закрывают этот выход. Ботаники считают, что при хорошем ветре и сухой погоде почти невесомые семена орхидных способны преодолевать расстояния в несколько десятков километров. Так или иначе, орхидеи оказались первыми, кто заселил остров Кракатау, на котором после извержения вулкана в прошлом веке погибло все живое.

После того как семя приземлилось, ему необходимы достаточная влажность и покровитель – гриб. Если все это есть, то зародыш начинает развиваться, образуя нечто странное – бесцветное, шарообразное, да еще покрытое одноклеточными волосками. Это крохотное «чудо» (до 2 мм в диаметре) называется протокорм. Как будто понимая, что он не слишком привлекателен, этот «гадкий утенок» долго прячется под землей: у любок и ятрышников – до 3 лет, у скрученников – до 9, а у пыльцеголовников – до 11. Постепенно протокорм преобразуется в ризорм, или, как его чаще называют, микоризорм (так как и тут не обошлось без микоризы).

Из года в год бледный и тщедушный детеныш орхидеи наращивает крошечные чешуевидные листочки, увеличивает количество члеников, запасает питательные вещества. И вот настает момент, когда к свету пробивается первый маленький и невзрачный, но уже настоящий зеленый листок. Почти сразу за этим торжественным событием юная орхидея закладывает первый придаточный корень. Вот так долго и трудно из ювенильного, т.е. детского, состояния образуется взрослое растение – как из «гадкого утенка» вырастает «прекрасный лебедь».

А дальше у всех жизнь складывается по-разному. Многие виды отмирают сразу после первого цветения. Другие живут дольше и могут радовать нас своими очаровательными цветами еще несколько лет, после чего растения слабеют и переходят в сенильное, т.е. старческое, состояние. Наши любки двулистные – настоящие долгожители, достигающие возраста 30 лет.

Вообще у орхидных достаточно отчетливо выделяются три типа жизненных циклов: ускоренный, средний и замедленный. Орхидеи способны на несколько лет затаиться под землей и существовать за счет гриба. Такое состояние ботаники называют вторичным покоем. Оно может длиться довольно долго, причем чаще наблюдается у лесных видов. Известны два рекордсмена такого «андеграунда»: пыльцеголовник красный и гудайера ползучая, которые просидели под землей более 20 лет. Им не понравилось освещение в лесу, но как только участок, где они прятались, стал светлее, оба затворника вышли из добровольного заточения.

Орхидеи способны размножаться и вегетативно, например, при помощи клубней. От 1 до 10 клубней формирует пальчатокоренник майский, до 15 – пальчатокоренник мясо-красный. Корневищные орхидеи используют для размножения свои подземные побеги. Но есть и еще один мало распространенный у цветковых растений способ – выводковые почки (гаммарбия болотная). Они образуются по краю листа и, опадая на почву, формируют новое растение.

А теперь небольшая ода грибу – воспитателю и кормильцу. Орхидеям без него не выжить. Долгое время ученые даже не подозревали о важной роли этого скромного друга орхидей. Первым об этом догадался в 1899 г. французский ботаник Бернар. Но потребовалось еще довольно много времени, чтобы с помощью специальных экспериментов это доказать.

Если гриб проникал в клетки семян, в них резко возрастало количество питательных веществ, витаминов и стимуляторов роста. Но не стоит думать, что орхидеи просто живут за счет гриба. Нет, здесь имеет место симбиоз – взаимовыгодное сожительство, и орхидея, крепя эту странную дружбу, вносит свою скромную лепту в виде фолиевой кислоты и тиамина, необходимых для роста гриба. Но иногда у друзей случаются неприятные недоразумения. Клетки корня орхидей могут начать переваривать клетки гриба, но и гриб порой проявляет себя агрессивно по отношению к сожительствующей с ним красавице, растворяя ее клетки. Поэтому она вынуждена вырабатывать специальные защитные вещества, препятствующие проникновению гифов грибов. Способность нежных созданий к самообороне удалось обнаружить все тому же французскому исследователю Бернару.

При нормальном сотрудничестве гриб выполняет еще две важные функции. Во-первых, было замечено, что орхидеи не страдают от грибковых заболеваний (не гниют), что обычно для других трав. Считается, что это – заслуга гриба-защитника. И вторая, более прозаичная роль – грибы не только кормят, но и поят орхидеи.

В нашей стране орхидеи по сравнению с тропическими немногочисленны (всего около 180 видов), и все они – наземные растения, нет ни одного эпифита. Подавляющее большинство – фотосинтезирующие, т.е. зеленые хлорофиллсодержащие травы. Очень редки на территории России микотрофные формы, не имеющие листьев и живущие за счет примитивных грибов, добывающих для «ленивых» орхидей питательные вещества из разлагающихся остатков органики. Наши отечественные орхидеи, конечно, уступают в яркости тропическим родственницам, но и они могут блеснуть красотой, а главное – поразить упорством, с которым приспосабливаются к довольно суровым (по сравнению с тропической природой) условиям обитания.

Фаленопсис (Phalaenopsis)

Фаленопсис (Phalaenopsis)

Если цветкам орхидей присущи разнообразие и яркость, то листья почти всегда просты. Обычно они цельные с дуговым или параллельным жилкованием, что является признаком класса однодольных растений, к которому и принадлежат орхидеи. Форма листовых пластинок может варьировать. Например, у кокушника, эулофии и ореорхиса листья линейные и ланцетные, у башмачков, тайника яйцевидного, мякотницы и любки двулистной – овальные и эллиптические. Очень красивые волнистые края у листьев липарисов.

Размеры и расположение листьев на стеблях орхидей у разных видов может сильно различаться. У одних видов листья снабжены черешками, у других они сидячие. Равномерное распределение листьев по стеблю характерно для пыльцеголовников, дремликов и башмачков. Оно может быть очередное, нередко встречается и супротивное, у некоторых видов (ятрышники и скрученники) листья образуют розетку, иногда имеющую еще и стебель с постепенно уменьшающимися листочками (кокушники). Окраска листьев изменяется в довольно широких пределах – от бледно- до темно-зеленого, некоторые орхидные покрыты коричневыми и кровавыми пятнами, которые суеверные люди называют слезами Богородицы.

Не все орхидеи нашей страны имеют зеленые листья и стебель. Встречаются микотрофные виды, лишенные и того и другого. Таковы, например, ладьян, надбородник и гнездовка. У большинства орхидей, имеющих листья, они вместе со стеблем отмирают к концу лета, и зимует лишь подземная часть растения. Другие уходят под снег зелеными, сохраняя свои вегетативные части (калипсо, гудайера ползучая и некоторые виды ятрышников).

Разнообразны по форме и подземные части орхидных. Для многих видов характерно образование из боковых придаточных корней, идущих от стебля растения, запасающих органов – клубней. Очень часто их форма является основным признаком, определяющим различия между родами. Так, внешне очень похожие ятрышники и пальчатокоренники можно опознать только по клубням. У ятрышников эти подземные органы округлые, а у пальчатокоренников – лопастные, похожие на маленькие руки, за что в народе их издавна называли «божьими ручками», а иногда и «чертовыми ручками» или «пальцами мертвеца».

Фото А. Курловича

Продолжение следует

 

TopList