Как скупые растения копят свою воду

НЕ ВСЕ растения в Saguaro National Monument (Сагуаро национальный заповедник) Аризоны скупятся на свою воду. В хвойных лесах величественных гор Ринкон большая часть воды просто проходит через деревья — она принимается корнями и выделяется иглоподобной листвой. Но это относится к отдаленной части парка. Посетителей привлекает жаркая, сухая пустынная низменность. Там, где годовое количество осадков составляет менее 30 сантиметров, растут копящие воду растения.

В парке есть приблизительно 50 видов кактуса, но в честь одного из них, копящего наибольшее количество воды, был назван вышеупомянутый парк — карнегия гигантская или сагуаро (Carnegiea gigantea). Сагуаро из крошечного растения становится гигантом, но для этого требуется время. Его семя не больше точки в конце этого предложения. В конце своего первого года сеянец, может быть, всего 6 миллиметров. В 15 лет сагуаро достигает 30 сантиметров высоты, в 50 лет двух метров, и в 75 лет у него вырастает первая ветка. Затем он цветет и приносит семена. Взрослый сагуаро ежегодно приносит десятки тысяч семян, примерно 40 миллионов в течение своей жизни, но только одно из них, возможно, выживет и достигнет старости. Некоторые живут около 200 лет. Тогда его ствол в диаметре имеет 80 сантиметров, он метров 15 высоты и весит десять тонн, из которых четыре пятых воды. Он крайне скуп относительно воды.

Он также очень жадно впитывает ее! Его корни образуют плоскую сеть, которая расширяется во всех направлениях до 30 метров. После дождя они могут вобрать 750 литров воды, которой достаточно для сагуаро на один год. Цилиндры, состоящие из 12 или более деревянистых ребер, окружают середину ствола и веток и придают им крепость. Складки дают кактусу возможность расширяться и сжиматься, как аккордеон, смотря по тому, сколько воды он запасает или расходует. Зеленая воскообразная кожа производит фотосинтез и удерживает влагу. Острые шипы отпугивают животных от кражи его воды.

Однако самым удивительным механизмом накопления воды кактусов является их способность изготовлять свое питание без излишней потери воды. Для фотосинтеза — процесса, которым растения изготовляют свое питание — необходима вода, которая принимается корнями, углекислый газ из воздуха и солнечный свет. Во время дневного света большинство растений испаряют через поры листвы значительную часть своего запаса воды, в то время как они поглощают углекислый газ и необходимый для фотосинтеза солнечный свет.

Но кактусы не могут позволить себе такую потерю воды днем в своем жарком, сухом окружении. Поэтому, чтобы удержать воду от испарения, они закрывают поры своих стволов. Однако этим препятствуется и поглощению углекислого газа для фотосинтеза, который может происходить только тогда, когда есть свет, предоставляющий необходимую энергию. Как решается проблема? Очень необычным биологическим процессом.

Решение проблемы

Ночи в пустыне прохладные, даже холодные. Поэтому кактусы открывают свои поры ночью. Они поглощают углекислый газ, но в ночном воздухе теряют очень мало влаги в испарении. Однако в это время не происходит фотосинтеза. Углекислый газ собирается совершенно другим, крайне эффективным рядом химических реакций, названных системой ПЕП. Позднее углекислый газ освобождается и посылается туда, где происходят обычные процессы фотосинтеза в дневное время.

Фотосинтез — это весьма сложный процесс, в котором происходят около 70 отдельных химических реакций, и он назван «истинным чудом». Еще более чудесен тот особый образ действий, который кактус проявляет ночью, чтобы удержать свою воду. Сторонники эволюции приписывают все это, конечно, слепому случаю, но так как разные, не родственные между собой растения используют такой способ, слепой случай должен был бы совершить чудо не один, а много раз. Факты и здравый человеческий разум приводят к заключению, что разумный Создатель был конструктором.

Служитель для многих

Сагуаро совершает социальные услуги. Начиная с конца апреля до июня, верхушки ствола и ветвей покрыты цветами, которые выглядят как огромные букеты белых цветов. Каждый цветок открывается ночью и вянет на следующий день. Но каждый сагуаро повторяет это зрелище ночь за ночью приблизительно в течение четырех недель, и производит при этом приблизительно сотню цветов. Из-за его великолепия цветку была оказана честь быть государственной эмблемой Аризоны. Птицы, летучие мыши, пчелы и ночные мотыльки питаются нектаром и опыляют цветы.

Плоды поспевают в июне и июле. Пекари, койоты, лисицы, белки, муравьи-земледельцы и многие птицы едят плоды и семена. Дятлы выдалбливают в стволах и ветвях больше гнезд, чем им нужно, но растение исцеляет свои раны защитной тканью, чтобы предохранить потерю воды, а выдолбленными дуплами позднее пользуются многие другие птицы, включая сыча-крошку, кричащих сов и небольших ястребов. Есть много конкурентов.

В прошлом индейцы пользовались этими подобными тыквам углублениями как сосудами для воды. Деревянистые ребра, которые поддерживают огромный вес нагруженных водой сагуаро, служили для постройки убежищ и заборов. Зеленые гиганты предоставляют и множество сочных подобных смокве фруктов, которые местные Папаго-индейцы сбивают с верхушек стволов и ветвей длинными палками. Они делают из них варенье, сироп и алкогольные напитки. Индейцы, как и их куры, ели семена. Плоды сагуаро были для людей Папаго так важны, что время их сбора обозначало новый год.

Растения пустыни справляются с проблемой воды по-разному. Мескитовое дерево добывает себе столько воды, сколько ему нужно. Оно отправляет стержневой корень от 10 до 30 метров вниз, чтобы найти подземный источник. Но как выживает маленький сеянец долгий период засухи, пока его стержневой корень найдет воду? Это одна из неразрешенных загадок пустыни. Цветущий ночью цереус образует луковицу, которая служит подземным резервуаром. Креозотовый кустарник в поисках воды отправляет корни на большие расстояния, которые одновременно выделяют яды, чтобы убить какие-нибудь сеянцы в его близости.

Красивые однолетние растения, которые цветут весной и покрывают пустыню прекрасным пестрым ковром, не обладают такими гениальными изобретениями для выживания во время недостатка воды. Как справляются они с проблемой? Они вовсе не допускают, чтобы доходило до недостатка воды. Их семена содержат сдерживающие вещества, которые препятствуют прорастанию. При сильном дожде эти вещества вымываются и семена прорастают и растут. Растения цветут и приносят семена для будущих растений. Для удаления сдерживающих веществ, количество осадков должно быть, однако, по крайней мере 13 миллиметров; небольшого дождя недостаточно. Семена могут, так сказать, измерять осадки, и если дождь недостаточно увлаживает почву, так что этого не хватало бы для жизни растения, то они просто продолжают покоиться. Они не начинают совершать того, чего не смогли бы привести к концу.

Можно сказать, что у сагуаро есть интересные соседи.

[Иллюстрация, страница 24]

Цветы и фрукты сагуаро

[Иллюстрация, страница 25]

Они служат для ястребов высоким насестом.

[Сведения об источнике]

Frank Zullo