Парадоксы болота.


Странно выглядят на болоте, среди обилия воды, кустарнички со всеми признаками засухоустойчивых растений. Словно произошло фантастическое смещение в пространстве — и пересеклись, наложились друг на друга два очень не схожих ландшафта.

Этим бы кустарничкам другой фон: раскаленные скалы, сухие пески. Но здесь вокруг них мхи, напитаны влагой. И бесчисленные мочажины. И целые озерки. Пей, сколько хочешь! Ноу кустарничков такой вид, будто они мучимы жаждой. Воистину танталовы муки. Вода рядом, а не зачерпнуть. Но почему, почему?

Болотные растения делают все возможное, чтоб уменьшить испарение, будто дорожат каждой каплей влаги. Листья андромеды словно вощеные — восковой налет придерживает испарение. А у кассандры листья покрыты чешуйками: они как заслонки над устьицами.

Регуляция испарения получается вполне надежная. Вереск иначе защищает устьица: листья у него как свернуты в трубочку, что устьица оказалась на его внутренней стороне. очень похожим способом пользуется и водяника. У багульника другая придумка — его листья подбиты снизу рыжим войлоком. Ива лапландская хотя и не в родстве с багульником, но ограничитель испарения у него в принципе такой же — опушение листа с двух сторон.


Болотные растения часто стараются уменьшать испаряющуюся поверхность листьев. К их цилиндрической форме или завернутым внутрь краям независимо пришли самые разные растения — от кукушкиного мха до пушицы. Это так называемые ксерофитные, засухоустойчивые признаки, черты растений-южан, знающих цену воде. Но вон тот кустик андромеды поднимается прямо из мочажин! Такие водные богатства даже не снились южным ксерофитам. Тем не менее андромеда-северянка только внешне очень похожа на них. Взять хотя бы ее вечнозеленые кожистые листья. Ну никак они не идут к болотному фону. Можно ли водяную лилию представить в пустыне? Абсурд, нелепость. Но ведь на болоте перед нами не менее резкая, хотя и противоположная по смыслу инверсия.

Болотные растения не укладываются в логику здравого смысла. Они алогичны, парадоксальны. Мы привыкли считать, что все в природе гармонично. Но здесь случай явной дисгармонии между растениями и параметрами среды. Впрочем, не будем спешить с выводами. То, что в одной системе отсчета кажется дисгармонией, при ином подходе может обнаружить свой целесообразный смысл. Еще Гераклид говорил: «Скрытая гармония, лучше явной».

Да, по внешним признакам болотные растения диссонируют с окружающей средой. Но правильно ли мы толкуем природу этих признаков? Быть может, мы слишком поверхностно судим об экологических соответствиях и несоответствиях. Ведь все дисгармоничное отбрасывается естественным отбором. Однако болотные растения никак не похожи на брак природы. Скорее наоборот: они должны числятся среди ее достижений.

Многие ли растения смогли приспособиться к жизни и условиям болота? Ксероморфизм, засухоустойчивые признаки болотных растений вызвали к жизни множество гипотез. Обычно одна гипотеза подчеркивает другую. Нов случае с болотными растениями все сложнее и интереснее. Поначалу и здесь думали: вот она новая смелая идея делает ненужными предшествующие концепции. Но потом выяснилось, что в старых взглядах была толика истины — осознание этого помогло шире взглянуть на проблему.
Родоначальником в ее изучении стал ботаник В. Шимпер. выдвинутая им концепции «физиологической сухости» утверждала: хотя на болоте много воды, но она остается недоступной для растений.

Почему?

Тут называлась серия причин. Главная — перепад температур на болоте: корни соприкасаются с ледяной водой, а стебли и листья находятся в хорошо прогреваемом слое воздуха. Вспомним: мох обладает плохой тепло проводимостью. Сунешь руку в него среди летней дары и ощутишь костоломный холод. Поэтому можно предложить, что у растения возникает разбалансировка: скорость всасывания воды отстает от скорости ее испарения. Корням — холодно, листьям — жарко. Корни работают еле-еле, а листья активизированы теплом, светом. Как согласовать деятельность корней и листьев? Этому помогают структуры, которые берут на себя роль выпускных клапанов, перекрывают путь для выхода воды наружу.

Логичная и стройная гипотеза! Однако против нее были выдвинуты контраргументы. Вот они: опыты показали, что болотные растения хорошо всасывают воду, причем даже при низких температурах. Болотным кустарничкам в этом помогает грибная микориза. Она работает как надежный насос даже тогда, когда корни погружены в смерзшийся торф.
Быть может, физиологическая сухость вызывается иными причинами? Попробуем выявить некоторые из них.

Во-первых, торф связывает воду, поэтому на болоте ее основная масса находится в несвободном состоянии; во-вторых, болотная вода насыщена кислотами и не каждое растение решится всасывать ее; наконец, в этой воде очень мало кислорода, что тормозит течение многих жизненных процессов. соображения резонный! Однако факты противоречат им. Конечно, растения не могут извлечь воду, плененную клетками мха сфагнума: вода эта, так сказать, за семью замками. Но и свободной воды на болоте более чем достаточно. Насыщенность ее кислотами и слабую аэрированность растения тоже успешно обходят.

Правда, бывают в жизни болота критические моменты. Это длительные засухи. тогда-то сфагнум становиться белым. Отсюда и название: «белый мох». Гипотеза физической сухости утверждает, что ксерофитные признаки — это адаптация, приспособление к катастрофическим засухам. Странно звучит: горящее болото. И тем немение при пересыхании оно вспыхивает как порох. Каково растениям на обезвоженных до огнеопасности пространствах? Андромеда, багульник, голубика, поставленные в такие экстремальные условия, выживут — это несомненно.

Однако от засухи страдают и леса, и луга. И все же там нет растений, похожих на обитателей болот. И вот еще одно соображение против тории физической сухости: верховые болота, мучимые сильными засухами. — молодое явление биосферы, тогда как засухоустойчивые черты болотных растений сформировались гораздо раньше. Конечно, они стали полезными в новых условиях. Но прямого приспособления тут быть не могло. вообще возраст болот еще несколько мал, что эволюция там пока слабо проявила себя.

Но так ли уже бесполезны ксерофитные свойства для болотных растений? Отвлечемся от проблемы: растения — вода. И сосредоточим внимание на взаимоотношений растений и солнца.

Пасмурно. Листочки андромеды расплодились согласно закону листовой мозаики: ни один не заслоняет другой — световой поток распределяется оптимально. Но вот показалось солнце. К полудню оно полновластно царит в небе, обрушивая в низ горячие лучи.
И андромеде стало жарко. Прижав листья в стволу, она повернула их к солнцу матовой изнанкой, как бы набросила на себя белый защитный халат. Растение хочет ограничить поток света. Интересное наблюдение! Оно позволяет по новому взглянуть и на ксерофитные черты других растений.

Кожистый лист кассандры… Быть может, это тоже приспособление для защиты от солнца. Заметьте: у многих болотных растений ассимилирующие органы поставлены вертикально. световой поток как бы стекает, соскальзывает с них, растение явно не стремиться к тому, чтобы перегородить этот поток, направить его на себя. Значит, света сейчас в избытке. И вправду, вокруг обширные открытые пространства. какая тень от чахлых, низкорослых болотных березок и сосен? Ее принимать в расчет не стоит.

Засухоустойчивые черты болотных растений исследователям не применено хотелось связать с дефицитом влаги. А что, если это не заслонки от воды, а зонтики от солнца? Впрочем, может быть, и то, и другое одновременно. То есть ксерофитные черты могут обеспечивать сразу две функции: поддерживать испарение и уменьшать инсоляцию. Тут мы вместо категоричной формулы «или-или» пользуемся более гибкими «и то, и другое». Пожалуй это более подходит для познания таких неоднозначных явлений, как ксеромофортность болотных растений.

Почему, однако, они так яро защищаются от избыточного света? Возможно, из-за особенностей фотосинтеза на болоте. Для его успешного протекания необходим азот — без этого элемента нельзя построить белки. Но как раз азота на болотах в обрез! растениям он достается с великим трудом. Так что приходиться умерять фотосинтез. Как это делать? Лучше всего зашториться от солнца.

Такая гипотеза хорошо объясняет, почему у многих болотных кустарничков сохранилась черта тропических растений — вечнозеленые листья. Верно, и консерватизм иногда бывает полезен: удержав особенности своих теплолюбивых предков, болотные кустарнички проявили дальновидность — на севере ксероморфортность приобрела новый жизненный цикл.

Азотное голодание, пожалуй главная причина засухоустойчивых структур. Но вот закавыка — усилив азотное питание болотных растений, мы будем вынуждены признать. что их ксероморфоность не уменьшилась. Да и так ли уж болота бедны азотом? Ведь там много цианобактерий, отличных поставщиков азота. Так что проблема все же остается. Наметим еще один подход к ее решению.

Мы с вами уже убедились что болотные растения вынуждены замедлять жизнедеятельность. они уменьшают приток света, ограничив расход воды, что обрекает их на несколько пассивную роль в биосфере. Потребление воды и света — этих ускорителей жизни — сводиться к минимуму. Образно выражаясь, растения находятся в полусонном состоянии, как бы скованы изнутри. Эта скованность имеет прямое физиологическое выражение: белковые коллоиды, обладающие сродством к воде, в их клетках сильно обезвожены. Вокруг растения — избыточная влажность; внутри — предельная сухость. Отсюда засухоустойчивые признаки.

Гипотеза внутренней физиологической сухости возвращает нас к классическим взглядам В. Шемпера. Но возвращает не в буквальной, а переработанной форме. Перед нами спираль познания: на новом витке повторяющиеся черты прежнего опыта. Разумеется, спираль продолжает разворачиваться — проблему никак нельзя считать решенной. Можно ли в сомне гипотез выбрать какую-нибудь одну и признать ее единственно верной? Нет, нельзя. Перед нами исключительная для методологии ситуация: полифония гипотез! Вроде бы одна отменяет другую, но потом выясняет что их связывает отношение дополнительности.


Да, вода на болотах бывает в таких состояниях, когда не может усваиваться растениями. Да, растения на болотах могут страдать от самой очевидной физической сухости. Да, их ксероморфные признаки выработаны очень давно, в иных экологических условиях. Да, эти признаки оказались совсем не лишними при дефиците азота и минеральных веществ. Да, болотные ксерофиты часто стоят перед задачей, ограничить приток света. Да, гидродация колоидов в их клетках очень низкая.
И все же странно среди болотных мочажин увидеть растение, которое словно собралось переселиться в пустыню. Но нет, не отпускает его северная мшара.
Разлад? Диссонанс? Противоречие?

На первый взгляд — да. Но сколь ни велика сила первичного впечатления, впоследствии мы убеждаемся: перед нами новая форма гармонии. разве не вписалась в картину болота нарядная андромеда? Или задумчивый и меланхоличный багульник?
Здесь они нашли свое место под солнцем. И здесь будут оставаться долго долго.

Добавить комментарий