Хитрые цветы, пережившие динозавров
Встретить орхидеи можно буквально повсюду, но мало кто знает об особенностях представителей этого семейства
Photo: pixabay
Орхидеи давно перестали быть диковинкой, которую можно увидеть лишь в ботаническом саду или на выставке цветов. Эти удивительные растения продаются в магазинах и благоденствуют в домашних и офисных условиях. Но даже цветоводы обычно знают о правилах ухода за орхидеями, но не об удивительных свойствах этих растений.
Орхидеи очень разные и живут повсюду
Орхидеи — вовсе не исключительно тропические растения, хотя большее число их видов их (порядка 90%) обнаруживается в тропических широтах. Тем не менее представители обширного семейства орхидей, или орхидных (Orchidaceae), коих насчитывается около 28 тыс. видов (не считая приблизительно 250 тыс. гибридов), обитают на всех континентах Земли за исключением Антарктиды и на большом числе островов — от экватора до Заполярья.
Photo: pixabay
Неудивительно, что при такой распространенности, по оценкам ученых, они составляют от 6 до 11% всех видов семенных растений. Хотя орхидные умеренных широт не только малочисленны, но и гораздо скромнее и представляют собой многолетние наземные травы с подземными корневищами или клубнями в сравнении со своими невероятно разнообразными тропическими собратьями-эпифитами (то есть в данном случае растениями, живущими на других растениях, но питающимися самостоятельно в отличие от паразитов), найти их можно где угодно. Так, в России представители вида встречаются даже далеко за полярным кругом, на островах в дельте Лены.
Созданная человеком искусственная среда — тоже для орхидных не препятствие: к примеру, летом 2021 года садовник, следящий за растениями, высаженными на крыше 11-этажного офисного здания в лондонском Сити, с удивлением обнаружил, что в его саду сам собой завелся новый жилец (в дополнение к 17 видам пчел и полутора сотням растений) — орхидея вида серапис мелкоцветковый (Serapias parviflora), который в дикой природе в Британии последний раз фиксировался в 1989 году, после чего колония этих растений в Корнуолле вымерла.
И если семена на крышу могло занести скажем, ветром, то вот шансы на случайную встречу этих семян с грибами нужного вида для образования микоризы, без чего развитие семян было бы невозможно (об этом ниже), кажутся неразличимо малыми. И тем не менее!
В природе же, особенно в тропиках, орхидные не только забираются на верхушки деревьев, что помогает им выигрывать конкуренцию за ресурсы и опылителей у других растений, но и прячутся под землей, как открытая в 2020 году на Мадагаскаре орхидея вида Gastrodia agnicellus.
Она не имеет листьев и получает питательные вещества исключительно в рамках симбиоза с грибами, а над поверхностью почвы лишь ненадолго выпускает свои мелкие (около сантиметра размером) невзрачные буро-коричневые цветки, причем они в основном остаются укрытыми палой листвой. Кого они привлекают своим приятным слабым цитрусовым запахом, науке неизвестно.
Орхидеи пережили динозавров
Орхидные не только крайне разнообразное, но и весьма древнее семейство. Старейшие следы существования орхидных были обнаружены, как это обычно бывает, в янтаре (можно найти в древней окаменевшей смоле; имейте в виду: пыльца растений — далеко не самое интересное).
Photo: pixabay
Сначала, в 2007 году, пыльца древних орхидей вымершего вида Meliorchis caribea была обнаружена на туловище вымершей же безжальной пчелы Proplebeia dominicana, найденной в куске доминиканского янтаря возрастом 15–20 млн лет. А спустя десять лет в Калининградской области был обнаружен янтарь возраста 45–55 млн лет с грибным комаром, посыпанным опять-таки пыльцой ныне вымершего вида орхидеи Succinanthera baltica.
Но это только непосредственные свидетельства. Анализ генома, эволюции и распространения орхидных показывает, что их общий предок мог появиться от 75 до 100 млн лет назад и успешно пережить, помимо прочего, мел-палеогеновое вымирание (66 млн лет назад), выразившееся в разрушении всех существовавших на планете экосистем, в частности в исчезновении сухопутных динозавров.
Орхидеи не могут без грибов
Еще одно свойство всех орхидных — большая, так сказать, изобретательность по части взаимодействия с окружающими. В первую очередь с подземными грибами, которые необходимы семенам орхидных для развития.
Дело в том, что семена у них лишены эндосперма — ткани, окружающей зародыш и состоящей из углеводов, призванных давать энергию для деления клеток (это те самые углеводы, которые мы, люди, в случае пшеницы размалываем и превращаем в муку, а в случае ячменя — проращиванием зерен расщепляем на сахара при получении солода для изготовления пива).
Поэтому прорастание абсолютного большинства семян орхидных осуществляется только после того, как в них проникнет гриб и образуется микориза — симбиоз мицелия гриба с корнями растения. И в некоторых случаях — у отдельных видов орхидей — этот симбиоз настолько эффективен, что растению, оказывается, не нужен даже солнечный свет: все необходимое оно получает от гриба и даже цветет под землей, как австралийские орхидеи ризантеллы (Rhizanthella, также известны как криптантемисы). О том же, что орхидеи способны произрастать на других растениях, мы уже говорили выше.
Орхидеи — выдающиеся обманщики
Другая особенность орхидей состоит в том, что они склонны к ловкому обману опылителей. В норме цветущие растения и опылители находятся в своеобразном союзе: первым нужно привлечь вторых, чтобы те перенесли пыльцу от тычинки к пестику и в результате оплодотворения получились семена.
Photo: pixabay
Опылители же находятся в поисках еды — нектара и пыльцы (или и того и другого, как пчелы). Чтобы преуспеть в деле размножения, цветущие растения вырабатывают самые разные способы привлечения опылителей: запах, окраска, форма цветка, обильный питательный нектар. Но значительная доля орхидей выступает в роли нарушителей конвенции: они не дают опылителям нектара и часто отдают им пыльцу в таком виде, что опылители не могут ею воспользоваться.
Так происходит, когда вся пыльца склеивается в один крупный сгусток, поллиний, и тот переносится от пестика к тычинке целиком. Чтобы с такими ресурсами все же привлекать опылителей, орхидеям приходится идти на разнообразные ухищрения. Одни старательно имитируют наличие нектара с помощью текстуры, формы, окраса элементов и аромата цветка. Другие идут еще дальше и «изображают» из себя самок опылителей, причем не только видом, но и запахом (выделяя аналог феромонов опылителей).
Орхидеи несут для человека не только эстетическую пользу, по крайней мере некоторые
Орхидеи, как и многие другие растения, издревле использовались человеком. В XVIII веке богатые европейцы (транспортировка через океан обходилась весьма дорого) стали коллекционировать тропические орхидеи и пытались выращивать их в теплицах, а также стали выводить гибриды, что стало весьма прибыльным бизнесом.
Но даже если вы никогда не держали в руках горшка с орхидеей и не интересовались ботаникой, вы встречались с представителем как минимум одного рода орхидей — вернее, с его плодами. Речь идет о ванили, причем в данном случае ваниль — это род, включающий несколько видов.
В пищевых целях в промышленном масштабе культивируется почти исключительно ваниль плосколистная (Vanilla planifolia), многолетняя лиана родом из Центральной Америки. Ценность ее заключается в веществе ванилине — том самом, которым вкусно пахнет кондитерский шоколад, сладкие булочки в пекарне, пирожные и прочие кондитерские изделия.
А содержится ванилин в плодах ванили, которые часто называют стручками, хотя с точки зрения ботаники это коробочки (различие в том, что внутри стручков есть перегородки, а в коробочках их нет). Их ценность распознали еще древние ацтеки, которые стали употреблять плоды ванили в качестве ароматизатора и компонента лекарств, а также в качестве средств платежа.
Европейцы «открыли» ваниль в XVI веке, быстро распробовали и стали импортировать из Центральной Америки — за очень дорого. Конечно, попытки разводить ценный продукт в других местах предпринимались на протяжении нескольких столетий, но вне естественной зоны обитания упрямые орхидеи плодов не давали.
В естественных условиях в Центральной и Южной Америке опылением ванили занимаются эндемичные безжальные пчелы мелипоны. В их отсутствие оплодотворение само не происходит и плод не завязывается.
Дело в том, что у некоторых видов орхидных, включая ваниль, пестик и тычинка присутствуют в цветке одновременно, но в сросшемся виде, и разделены перегородкой — ростеллумом — который препятствует самоопылению. С этой проблемой столкнулся и Ферреоль Белье-Бомон — французский плантатор и любитель ботаники, переехавший с Европейского континента в колонию на острове Бурбон (теперь он называется Реюньон и с 1946 года является заморским департаментом Франции) в Индийском океане в 700 км к востоку от Мадагаскара.
Весной 1841 года в дни недолгого цветения ванили в оранжереях принадлежавший Белье-Бомону чернокожий мальчик-раб двенадцати лет по имени Эдмон рассказал своему хозяину, что нашел способ легко и просто опылять цветки ванили вручную (мальчик был смышленым, любознательным, много времени проводил в саду и оранжерее с хозяином и заслужил его доверие). Для этого нужно было с помощью палочки или стебля травы приподнять ростеллум и затем пальцами соединить пестик и тычинку.
Метод показал себя простым, доступным и эффективным. Вскоре остров, а с ним и соседний Мадагаскар, тогда тоже французская колония, стали крупнейшими в мире экспортерами ванили, обогнав Мексику. Метод, придуманный Эдмоном, повсеместно используется и поныне, а сам его изобретатель через несколько лет после своего открытия получил свободу, обзавелся фамилией Альбюс и переехал с плантации в столицу острова Сен-Дени, где устроился поваром в богатый дом.
Несмотря на усилия Белье-Бомона, Эдмон так и не получил ни премии, ни стипендии от правительства, а спустя несколько лет был обвинен в краже и брошен в тюрьму, из которой был освобожден досрочно в результате помилования от губернатора в знак признания его заслуги перед колонией.
Но жизнь бедолаги так и не наладилась: Эдмон умер в бедности в возрасте всего 50 лет. Его открытие было широко признано только в XX веке, и тогда же его память была увековечена на Реюньоне. Мадагаскар, к слову, и сегодня остается номером один по объему поставок ванили на мировой рынок: в 2019 году его доля составила 55,6% всего объема; Франция с 7,6% на втором месте — за счет Реюньона и других заморских департаментов.
Никита Харчевников
vokrugsveta.ru
