Рух рослин

Рослини здатні здійснювати найрізноманітніші рухи, які обумовлюються обміном речовин і на які витрачається певна кількість енергії. Перш за все, саме зростання вже є рух. Правда, рух в більшості випадків повільний, майже непомітний для людського ока. Але є і виключення з правила: молоді пагони бамбука, наприклад, виростають за добу на 1-2 метра. У деяких рослин можна спостерігати, як швидко – на очах – розпускаються квіти.

Відомий рух суцвіття соняшнику. Протягом дня його кошик невідступно слідує за сонцем, а ввечері, перед настанням темряви, він вже повертається обличчям на схід, готуючись зустріти промені ранкової зорі. Жовті суцвіття кульбаби закриваються до вечора і знову розпускаються сонячним ранком.

На ніч складаються або опускаються листя багатьох рослин з сімейства бобових, або метеликових (білої акації, сором’язливої мімози, десмодіуму), сімейства кисличних (кислиці та біофітуму), деяких водних і болотних рослин (амбулії, херпестеса). З настанням же ранку їх листя поступово розкриваються або піднімаються.

Будь-які рухи рослин ботаніки називають настіями. У конкретних же випадках, коли мова йде про рухи, викликані цілком певною причиною, до цього терміну додають відповідні приставки. Так рухи, які обумовлені добовим ритмом, як, наприклад, закриття листя на ніч і відкриття їх днем, називаються пікт та настіями. Опушені або складені листя займають більш спокійне і енергетично вигідне становище. Вдень рослина підтримує їх в горизонтальному положенні – адже інтенсивність процесів фотосинтезу залежить від положення листа щодо джерела світла. У темряві ж фотосинтез, як відомо, не відбувається. Немає потреби витрачати енергію на підтримку листя в горизонтальному положенні, і тому на ніч листя складаються.

У багатьох рослин листя рухаються і протягом дня, повертаючись зовнішньою своєю поверхнею до джерела світла. При занадто ж сильному сонячному освітленні, наприклад, в полуденний час, листя, навпаки, никнуть, немов ухиляючись від променів. Подібні рухи можна спостерігати у десмодіуму, кислиці, квасолі та інших рослин. Змінюючи положення листя щодо джерела світла, рослина регулює процеси фотосинтезу. Зокрема, момент складання листя відповідає мінімуму на добовій кривій ходу фотосинтезу. (Біологам відомо, що зазвичай в полуденний час, коли світлова радіація максимальна, фотосинтез слабшає, а часом навіть припиняється зовсім.)

Механізм складання листя простий. Вони складаються тоді, коли згинається зчленування між черешком і листом. Вигин цей, в свою чергу, відбувається внаслідок зміни тиску клітинного соку, викликаного стисненням тіла клітини під дією осмотично активних речовин – розчинів солей, цукрів та інших. При цьому вода, що знаходиться в клітинах, переміщається в міжклітинний простір, викликаючи падіння тиску клітинного соку.

Від того, в якій частині зчленування відбувається зміна тиску соку, залежить підняття або опускання листа.

Цікаві рослини-недоторки. Одна з ним – ніжна субтропічна рослина мімоза сором’язлива – ймовірно, знайома багатьом. Її перисті листочки відразу ж складаються, якщо до них доторкнутися.

Мімоза сором’язлива.

Такі рухи, що проявляються при зовнішніх подразненнях – ударах, поривах вітру, дотиках, – називаються сейсмонастіями. Вони властиві не тільки сором’язливій мімозі. Нептунія, або болотна мімоза, десмодіум, кислиця, особливо кислиця копечніковидна, теж реагують на дотик, опускаючи листя вниз. Правда, у цих рослин рухи листя більш повільні. Перераховані рослини мають чутливі подушечки-зчленування між стеблом і черешком, між головним і вторинними черешками і, нарешті, між черешком і складними листочками.

У цих подушечках і відбуваються реакції, кінцевим результатом яких є рух листя. Реакції ці в основному зводяться, як вже було сказано, до зміни тиску клітинного соку в тій чи іншій частині зчленування. Пластинка листка і черешки таких рослин забезпечені чутливими волосками, які сприймають і передають роздратування.

Найбільшою чутливістю до подразнення відрізняється сором’язлива мімоза; навіть при легкому дотику перисті листочки її піднімаються вгору, складаючись попарно. При сильному струсі знічується, опускаючись вниз, весь складний лист разом з черешком. Подразнення поширюється по рослині від одного листа до іншого зі швидкістю від 15 до 50 міліметрів в секунду.

Навіщо у сором’язливої мімози та інших сейсмонастичних рослин виробився механізм складеного листя? Деякі вчені схильні думати, що, раптово складаючи листя, рослина відлякує тварину, що наблизилася до неї. Однак це малоймовірно. У мімози є більш надійний захист – міцні і гострі шипи на стеблах. Інші ж сейсмонастичні рослини мають більш повільну реакцію, складають листочки поступово, і їх плавний рух навряд чи здатний налякати кого-небудь. Більш обґрунтованим здається інша думка. Родина всіх описаних рослин – вологі тропічні країни, де часті сильні зливи, вітри і бурі. Ніжне листя мімози, наприклад, якби вони не мали властивість складатися, могли б постраждати від дії стихій. Очевидно, сейсмонастії – ці життєво корисні для рослин якості – виникли і розвивалися в процесі тривалої еволюції.

Сейсмонастії властиві і деяким квіткам. Якщо, наприклад, доторкнутися до тичинок квітки кімнатної липи – спарманії, то вони швидко розходяться в сторони. Це полегшує запилення квітки: коли на неї сідає комаха, тичинки розсуваються, відкриваючи дорогу до маточки. У обпилених квіток тичинки залишаються нерухомими при дотику; механізм сейсмонастії став непотрібним.

Між іншим, рослини здатні «втомлюватися». Якщо їх часто дратувати, здатність до рухів на якийсь час втрачається.

Найбільш дивні рослини, що володіють здатністю до автонастій – швидким мимовільним рухам, що відбувається строго ритмічно і без будь-яких зовнішніх впливів. Представник таких рослин – десмодіум тирана, званий ще сигнальною рослиною або рослиною-семафором. Це невисокий чагарник, що росте в Індії по берегах річок і водойм. У десмодіуму мимовільно рухаються маленькі бічні листя, розташовані по два навпроти один одного на черешку великого листа. Листочки рухаються стрибкоподібно – то вгору, то вниз – з інтервалом в 1,5-2,5 хвилини. Тривалість цього інтервалу залежить від пори року, температури і вологості навколишнього повітря. Вночі велике листя опускаються – «сплять», але маленькі і далі ритмічно рухаються.

Механізм цього руху пов’язаний з реакціями, що відбуваються в рослині, регульованими процесом дихання. Відомо, що рослини безперервно – і вдень і вночі – дихають, і процес цей відбувається з виділенням значної кількості тепла.

Енергія ця використовується рослинами для росту, цвітіння і інших життєвих процесів. Десмодіум тирана поширений в тропічних країнах Азії. Клімат тут вологий і жаркий, і дихання рослин посилене. При цьому виділяється велика кількість енергії. Рослина не може використовувати її тільки на внутрішні процеси, бо кількість її більш ніж достатня. У цих умовах рослина, мабуть, пристосувалася до перетворення надлишкової енергії в механічну роботу руху листочків.

Насправді, при зниженні температури повітря інтенсивність дихання падає, а отже, виділяється менша кількість енергії, і рухи листочків стають рідкісними і повільними. Найбільш інтенсивний рух при 28-30 °С. При подальшому підвищенні температури темп руху листочків знову падає, а при 43-45 °С припиняється зовсім. Аналогічним же чином змінюється і дихання рослин, яке досягає максимуму інтенсивності при 25-28 °С і практично припиняється при 45-50 °С.

Якщо рослина довгий час утримується в умовах низьких температур – 10-15 °С, її бічні листочки відпадають, як непотрібне пристосування. Те ж саме відбувається при тривалому перебуванні рослини в сухому кімнатному повітрі з відносною вологістю 55-65 відсотків. Адже темп дихання залежить також і від вологості повітря, посилюючись з її підвищенням і вповільнюючись з пониженням. Аналогічним чином посилюється і сповільнюється рух листочків десмодіуму.

На зв’язок руху листочків з диханням вказують також досліди, при яких рослину поміщали в середовище інертного газу аргону. У цих умовах, коли рослині «нічим дихати», припинявся і рух листочків.

Між іншим, навіть певне навантаження на листочки (0,015 г) не може призупинити рухи їх. При піднятті навантаження кожен з листочків виконує роботу, що досягає 0,0075 гсм.

Механізм автонастій листочків десмодіуму – справжній рослинний регулятор. Тому останнім часом цією рослиною зацікавилися кібернетики. У десмодіуму руху бічних листочків безпосередньо пов’язаний з диханням і не пов’язаний з процесами фотосинтезу. Інший механізм автонастій у кислиці копечніковидної, батьківщина якої – вологі тропічні ліси Південної Америки. Її красиві листочки буряково-червоного кольору також періодично піднімаються і опускаються. Правда, рухи їх більш рідкісні, ніж у десмодіуму (близько 20 циклів за 2 години), однак рухається у кислиці все листя.

Інтенсивність руху листя кислиці копечніковидної залежить в першу чергу від освітленості. Зі зменшенням освітленості вона падає. При повному затіненні рослини в денний час вже через 40 хвилин листочки опускаються, і рухи їх припиняються. У нічний час листочки нерухомі.

Як бачимо, кислиця копечніковидна також має характерний регулюючий механізм. Конструкція його, на жаль, поки не вивчена.

Крім автонастій, трилиснику копечніковидному, як вже згадувалося вище, властиві і сейсмонастії. При дотику її листочки швидко складаються, опускаючись вниз.

Всі ці оригінальні рослини, описані в статті, декоративні і культивуються у нас у вологих оранжереях. Можна утримувати їх і вдома, в кімнатних тепличках і оранжерейках. Бажано поміщати їх на світлому місці, особливо взимку. При достатньому освітленні вони добре зимують в умовах кімнатної – 16-18 ° С – температури.

Автор: Е. Назаров.