Як заощадливі рослини зберігають свою воду

НЕ ВСІ рослини в національному парку Саваро (штат Арізона) заощадливі щодо води. У хвойних лісах величних Рінканських гір великий об’єм води просто проходить через рослини: входить через корені, виходить через листя. Але це віддалена територія парку. Туристів приваблює гаряча, суха пустинна низина. Це територія, де рослинність, що зберігає воду, пишно росте й де за рік випадає менше 30 см дощу.

У цьому парку налічується коло 50-ти видів кактусів, але найбільше води зберігає гігантський саваро (Carnegiea gigantea), що є тезкою цього національного парку. Кактус саваро, коли проростає, є крихітним, але потім стає гігантом. Проте, щоб йому вирости, потрібно часу. Саме насіння розміром не більше за крапку в кінці цього речення. Росток наприкінці першого року свого життя завбільшки тільки 0,6 сантиметра. Через 15 років він підростає на 0,3 метра від землі, на 2 метри через 50 років, а перша гілка появляється через 75 років. У той час він починає цвісти й утворювати насіння. Дозрівши, один саваро родить десятки тисяч насінин протягом року, тобто близько 40 мільйонів протягом свого життя, тільки одна з яких, можливо, дозріє. Кактус може жити 200 років, стовбур його, досягаючи 0,8 метра в діаметрі, може досягти 15 метрів висоти й важити десять тонн, чотири п’ятих якої — вода. І він дуже заощадливий щодо своєї води!

Він також дуже жадібно дістає воду! Його коріння утворюють неглибоке розгалуження, яке займає площу до 30 метрів у всіх нарямках. Після дощу коріння може всмоктати 750 літрів води,— достатньо, щоб саваро прожив цілий рік. Циліндри складаються з 12-ти або більше дерев’янистих ребер, що спрямовані до середини стовбура, зміцнюючи рослину. Складки, як в акордеона, дозволяють йому розширюватись або звужуватись тоді, коли вода набирається або втрачається. У зеленій, м’якій шкірці кактуса відбувається процес фотосинтезу й утримується вологість. Його гострі колючки позбавляють тварин бажання викрадати його воду.

Але найбільш дивовижним механізмом збереження води в кактусів є їхня здатність виробляти їжу без надмірного витрачання води. Фотосинтез, тобто процес, яким рослини виготовляють свою їжу, вимагає води від коренів, вуглекислого газу із повітря та сонячного світла. Більшість рослин протягом дня через свої пори, або продихи свого листя, випаровують більшість добутої води й у той же час вбирають вуглекислий газ та світло, які потрібні для фотосинтезу.

Ці кактуси, однак, не можуть марнувати воду протягом дня в своєму гарячому й посушливому середовищі. Отже, вони закривають всі продихи на своїх стовбурах, щоб не втрачати воду через випаровування. Проте це також зупиняє поглинання вуглекислого газу, необхідного для фотосинтезу, який може відбуватись тільки тоді, коли сонячне світло дає потрібну енергію. Яким чином вирішується ця дилема? За допомогою дуже незвичайної біологічної будови.

Розв’язання дилеми

Ночі в пустині прохолодні і навіть холодні. Кактуси розкривають свої продихи в той час. Вони поглинають вуглекислий газ і в нічному повітрі втрачають дуже мало вологи через випаровування. Але фотосинтез у цей час не відбувається. Вуглекислий газ накопляється цілком інакшим і більш ефективним процесом хімічних реакцій, що зветься системою фосфоенолпіруват. Потім вуглекислий газ нагромаджується й посилається в зони, де відбувається звичайний денний процес фотосинтезу.

Сам фотосинтез є дуже складним процесом, який складається з 70-ти окремих хімічних реакцій, і було заявлено, що це «справжнє чудо». Особливий спосіб, яким кактуси вночі здійснюють цей процес, заощаджує воду та робить цей кактус ще дивнішим. Еволюціоністи, звичайно, говорять, що все це розвинулось сліпим випадком, але тому що це використовується різними рослинами, то сліпий випадок повинен був здійснити це чудо не один, а багато разів. Цей доказ та здоровий глузд показують, що кактус повстав завдяки творенню розумним Творцем.

Слуга багатьом

Саваро служить суспільству. З кінця квітня аж до червня великі букети білого цвіту утворюють шапку на вершечку стовбура та гілок. Кожна квіточка розпукується вночі й в’яне наступного дня. Але саваро повторює це видовище кожної ночі протягом якихось чотирьох тижнів, родячи навіть до сотні квіток. Своєю пишністю саваро заслужив почесне звання квітки штату Арізона. Птахи, кажани, бджоли й метелики поїдають його нектар і запилюють його квітки.

Плоди дозрівають протягом червня та липня тоді, коли пекарі, койоти, лисиці, білки, мурашки-женці та багато птахів харчуються плодами й насінням. Дятли роблять більше гнізд, ніж їм потрібно, але ця рослина зціляє свої рани, утворюючи рубець, щоб перешкодити витіканню води, і ці порожнини пізніше використовує багато інших птахів, включаючи карликових сов, сипух крикунів і малих яструбів. Гостра конкуренція.

У минулому ці гарбузоподібні порожнини використовувалися індіанцями як глечики для води. Дерев’янисті ребра, що витримують велетенський тягар водяного саваро, використовували, щоб будувати хижини та огорожі. Ці зелені гіганти також родять соковиті, подібні до фіґових плоди, котрих індіанці Папаґо збивали з вершків стовбура та гілок довгими палицями. Вони з них виробляли варення, сироп та алкогольні напої. Насінням харчувалися індіанці, а також годували своїх курей. Для папаґо саваро був настільки важливим, що період збору врожаю розпочинав у них новий рік.

Пустельна рослинність по-різному справляється з нестачею води. Мескітове дерево дістає стільки води, скільки воно потребує. Воно пускає головний корінь на глибину від 10 до 30 метрів, щоб знайти підземне джерело води. Але яким чином маленький росток виживає під час довгого засушливого періоду, аж поки його головний корінь не досягне води? Це лише одна з невияснених таємниць пустині. Ехиноцерус, який розквітає вночі, пророщує цибулини, що служать для нього власними підземними водосховищами. Креозотовий кущ пускає свої коріння дуже глибоко, щоб отримати воду, і в той самий час випускає токсичні речовини, щоб знищити інші ростки, які починають проростати коло нього.

Але чудові однорічні рослини, що розквітають весною й вкривають пустиню своєю кольоровою екстравагантністю, не мають цього винахідливого механізму, щоб вижити під час нестачі води. Отже, як їм вдається зробити це? Вони повністю уникнули цієї нестачі! Їхнє насіння містить у собі хімічні інгібітори, що перешкоджають проростанню паростків. Проливний дощ виводить ці інгібітори, і насіння проростає й росте, ця рослина розквітає й утворює насіння для того, щоб у майбутньому появились інші рослини. Щоб вивести ці інгібітори потрібно принаймні 1,3 сантиметра опадів, легенького дощу не вистачить. Насіння може «заміряти» кількість опадів, і якщо ця кількість недостатньо змочує ґрунт, щоб відбувся їхній життєвий цикл, то вони впадають у стан бездіяльності. Вони не починають того, чого не зможуть закінчити.

Саваро мають цікавих сусідів, чи не так?

[Ілюстрації на сторінці 24]

Квітка та плід саваро.

[Ілюстрація на сторінці 25]

Вони служать високими місцями відпочинку для яструбів.

[Відомості про джерело]

Frank Zullo