Як влаштований стебло кактуса
Можна собі уявити, що якби еволюція йшла простим прямим шляхом, то класичний американський ландшафт нагадував би величезний більярдний стіл з розкиданими по ньому гігантськими гладкими зеленими кулями. Чому ж так не відбувається?
Вступають в силу інші фактори. Щоб мати можливість швидко ввібрати максимальну кількість води, потрібен резерв обсягу. За кілька вологих днів кактус не встигне вирости настільки, щоб вмістити додаткову вологу. Адже площа поверхні, через яку йде газообмін і проникають необхідні для фотосинтезу сонячні промені, - мінімальна, тому рости швидко неможливо.
Ми не знаємо, як виглядали перші кактуси, тому що достовірних скам`янілостей до сих пір не виявлено, але можна припустити, що тисячі і тисячі поколінь кулястих предків нинішніх «їжачків» тріскалися під час дощів, немов перезрілий кавун, поки не знайшовся спосіб уникнути цього.
Природа пішла на компроміс і наділила кактуси ребрами. Така будова дозволяє дуже швидко збільшувати обсяг без зміни площі поверхні. Уявіть, що парасольку, який, до речі, був винайдений китайцями для захисту від сонця і спеки, - це половина кактуса, і проведіть експеримент, складаючи і розкриваючи його. Площа тканини залишається незмінною, а обсяг під нею змінюється дуже істотно. Ребра кактуса можна порівняти з жорстким каркасом парасольки, а епідерміс - з тканиною.
При такій будові кактус отримує масу переваг:
- може зменшуватися в обсязі, зберігаючи форму, а потім дуже швидко відновлювати втрачене без необхідності збільшувати поверхню;
- отримує велику площу транспірації під час вологого періоду. Справа в тому, що основна маса водозапасающих клітин розташована в центральній частині стебла. Накопичуючи воду і збільшуючись в обсязі, «серцевина» розсовує ребра, а усихая, вона їх щільно стискає, зменшуючи площу випаровування;
- ребра відкидають тінь, зменшуючи відсоток поверхні, освітленій прямими сонячними променями, що перешкоджає перегріву стебла;
- ребра кактуса збирають воду і доставляють її до коренів.
Проробіть експеримент з будь-яким ребристим кактусом, наприклад, з ехінопсісов: Окропити його пульверизатором збоку. Ви побачите, що то зовсім незначну кількість води, яке потрапило на стебло, стікає по поверхні ребер до борозенками між ними, а потім вниз, прямо до кореневої шийки. У підстави кактуса земля опиниться вологою.
У багатьох кактусів ребра розділені на горбки або сосочки. Це додаткове збільшення площі може на перший погляд здатися дуже невигідним, але насправді все інакше.
Більше за інших досягла успіху в цьому Лейхтенбергія княжа. Ця рослина має вигляд розетки з дуже довгих пальцевидних сосочків. Відношення площі поверхні до об`єму вкрай невигідно, але, втрачаючи вологу, кактус стискається так, що сосочки щільно прилягають один до одного, а площа поверхні зменшується в багато разів. Рослина як би складається. Грані на поверхні сосочків цього кактуса дозволяють їм прилягати дуже щільно один до одного. Таким чином, кактус має максимальну площу асиміляції під час росту і зводить її до мінімуму в посуху, пропорційно ступеня втрати вологи. Чи це не раціональність!
Не менш показовим є приклад кактуса, званого Обрегона Денегрі. За будовою його стебло дивно схожий на шишку знайомих нам хвойних дерев. Поки шишка незріла, її лусочки щільно стиснуті і площа поверхні невелика. Дозріла вона, розімкнулася - і площа збільшилася в багато разів. Так само і Обрегона, щільно стискаючи свої сосочки під час посухи, нагадує незрілу шишку. Наллється кактус - і розчепірить сосочки, підставляючи їх сонячного світла.
Отже, чому кактуси ребристі і горбисті, розібралися: в результаті природного відбору вони придбали здатність швидко змінювати обсяг, або, вірніше, відношення обсягу до площі поверхні стебла, що є математичним виразом здатності запасати воду.
Але ж вони не тільки кулясті. Форма стебла може бути і циліндричної, і змієподібній, і плоскою. Не можна не погодитися, що ці форми менш вигідні, але і вони часто зустрічаються в менш екстремальних умовах.
Якщо говорити сухою науковою мовою, то коефіцієнт водозапасанія циліндричних рослин збільшується в основному з ростом діаметра стебла, залишаючись майже незмінним з збільшенням довжини. Дослідження вчених підтверджують, що діаметр столбовідних рослин збільшується в місцях з меншою кількістю опадів.
Дуже хитромудро надходить опунция, яка має плоский стебло. Відношення обсягу до площі поверхні у неї в десятки разів менше вигідно в порівнянні з циліндричними кактусами і в сотні разів поступається кулястим. Вона компенсує цей недолік, розташовуючи свої коржі гранню до самого яскравого сонця. Тому в полудень прямими палючими променями висвітлюється чи десята частина поверхні рослини. У разі дуже несприятливих умов ці сверхжівучіе труси «скидають» зайві членики, залишаючи живим тільки старий стовбур, який вже придбав циліндричну форму. Знову виходить, що в період зростання кактус має велику поверхню, а в посуху її скорочує.
Цікава ще одна «знахідка» кактусів. Багато видів, що мають не найвигіднішою формою, для того, щоб протистояти суворої дійсності, утворюють щільні подушкоподібні спільноти. Це може бути як одна рослина, що утворить безліч пагонів, які з часом розростаються вшир і вкорінюються, так і виросли з насіння нащадки одного кактуса. Окремі стебла або рослини взаємно притеняют, і вода, зібрана до коріння під час незначних опадів, витрачається спільно набагато ефективніше. Під щільним скупченням кактусів грунт значно довше зберігає, вологу, ніж під прямими променями сонця. Якщо така група росте на кам`янистому поверхні, то вона ще й створює собі грунт, вловлюючи і накопичуючи на поверхні пил, принесену вітром. Цей пил змивається зі стебла мізерним дощем і потрапляє до коріння, несучи в собі мінеральне живлення. У природі нічого випадкового не буває!
Поділися в соц мережах:
Схожі
