631. Орхидеи: в союзе с микоризными грибами
ОГЛАВЛЕНИЕ ЖУРНАЛА (записи 2 - 245) ЗДЕСЬ: http://albercul.livejournal.com/49123.html.
С записи 246 и далее ЗДЕСЬ: http://albercul.livejournal.com/65567.html
Букет с грибами
Вячеслав Степенцев
Любка двулистная (Platanthera bifolia). Изящное растение с приятно пахнущими цветками. Их аромат усиливается в вечернее время, за что растение называют еще ночной фиалкой. Сильно страдает от сбора цветов на продажу и быстро исчезает из окрестностей городов и других населенных пунктов. Фото: DIOMEDIA
Цветы, казалось бы, самые нежные создания на планете. Однако орхидеи пережили динозавров и несколько ледниковых периодов. Сейчас уникальные растения могут пасть жертвой человека.
В разгар лета даже закоренелых горожан охватывает желание сбежать из каменных джунглей на природу. Кто-то колдует над мангалом, а кто-то добрался до диких цветов. Наверняка в букет попадут и родственники знаменитых орхидей амазонских джунглей. Это не шутка: в нашей стране действительно растут орхидеи, причем немало - около 130 видов. Ятрышники и башмачки не попали случайным образом на «севера» из дальних краев - они растут здесь с незапамятных времен. Так, в пасти найденного в 1900 году в Якутии «березовского мамонта», около 45 000 лет назад свалившегося в расщелину прямо во время обеда, среди других трав был обнаружен один из видов башмачка. Мамонты - далеко не самые древние существа, в одно время и на одной территории с которыми росли орхидеи: эти растения застали еще расцвет эры динозавров. Хотя ученые выяснили этот факт совсем недавно.
Внезапно постаревшие
Орхидные еще несколько лет назад считались чуть ли не самой молодой группой растений. Важным доводом в пользу этой версии был сложный механизм опыления орхидей. Ученые считали, что орхидеям в ходе эволюции пришлось выбирать хитроумные способы размножения, потому что простые уже были заняты другими растениями.
- Цветки одних видов являются ловушками, выбираясь из которых насекомые их опыляют, другие обманывают опылителей, привлекая их имитацией облика полового партнера, - рассказывает биолог, сотрудник Ярославского государственного университета им. П.Г. Демидова Олег Маракаев. - Цветок орхидеи имеет ярко выраженную губу - один из лепестков, который выполняет функцию посадочной площадки для насекомого. Распускаясь, цветок разворачивается таким образом, чтобы его губа оказалась в нижнем положении. Это обеспечивает максимальное удобство для опылителя.
Помимо губы цветки всех орхидных имеют и другие интересные приспособления для опыления насекомыми. Чарлз Дарвин описал, например, один из видов рода ангрекум, цветок которого имеет шпорец - специальный вырост, в котором происходит выделение нектара, - длиной около 20 см. Ученый предположил, что должна существовать бабочка с соответствующим длинным хоботком. И действительно, через несколько десятилетий был обнаружен такой вид бабочки-бражника. Только его представители могут достать нектар со дна шпорца, одновременно обеспечив опыление цветков.
- Сейчас биологи высказывают мнение, что развитие специализированных приспособлений для опыления невозможно без длительной совместной эволюции растений и насекомых, - говорит Олег Маракаев.
Представления о солидном возрасте орхидей подтверждаются последними данными палеонтологии и генетики. В 2007 году в Доминиканской Республике в куске янтаря возрастом около 20 миллионов лет была обнаружена пчела, к тельцу которой прилип поллинарий - специальное образование, в котором орхидеи хранят плотно упакованную пыльцу. Его строение позволило указать ближайших современных родственников ископаемого цветка. Имея четко датированную находку и сравнивая ДНК современных орхидей, генетики рассчитали: общий предок всех орхидей жил 76-84 миллиона лет назад. А уже к моменту гибели динозавров в конце мелового периода (65 миллионов лет назад) семейство разделилось на пять эволюционных линий, соответствующих пяти современным подсемействам.
Офрис насекомоносная (Ophrys insectifera). Небольшое элегантное растение, достаточно редко встречающееся в природе. Цветки привлекают опылителей имитацией облика полового партнера и выделением летучих веществ, сходных с феромонами определенных видов насекомых. Вид включен в Красную книгу Российской Федерации. Фото:DIOMEDIA
Господа и слуги
Как многие красавицы, орхидеи скрывают не только возраст. У них есть множество секретов. Например, удивительный способ питания: все представители семейства вступают в симбиоз с так называемыми микоризообразующими грибами.
- Существует образное выражение, что орхидеи носят прекрасные одежды наверху, но зависят от невидимого слуги внизу, - говорит Олег Маракаев. - Без грибов-симбионтов их существование в природе невозможно: без участия микоризного гриба семена орхидных не прорастают. Грибы живут в корнях орхидеи на протяжении всей жизни растения. Их роль состоит в снабжении орхидных минеральными элементами, аминокислотами, витаминами, взамен грибы получают сахара, образуемые растениями в фотосинтезе, и комфортное место для жизни. Считается, что микосимбионты обеспечивают и защиту от патогенных микроорганизмов.
Услугами грибов пользуются не только орхидеи, симбиоз с ними свойственен более чем 80% видов растений. Однако в процессах роста и развития орхидных микоризные грибы играют ключевую роль. Благодаря этому некоторые орхидеи могут месяцами вообще не показываться на свет:
- Гнездовка настоящая всю жизнь проводит под землей, и лишь в момент цветения над поверхностью появляется ее цветонос. Этому виду для питания не нужен солнечный свет, он лишен листьев, хлорофиллоносных тканей и не способен к фотосинтезу. Энергию для роста растение получает от микоризообразующего гриба, который обеспечивает его всем необходимым, - Олег Маракаев приводит в пример один из самых необычных российских видов орхидей.
1. Гнездoвка настоящая. Находится под землей большую часть жизни, получая питание от микоризообразующего гриба. Стебли, лишенные развитых листьев, появляются на поверхности только в момент цветения. Растет в хвойных и смешанных лесах.
2. Башмачок настоящий. Диаметр цветка - до восьми сантиметров. На Верхней Волге встречается крайне редко. Растет на лесных низинных болотах, склонах оврагов, в лиственных и смешанных лесах. Вид включен в Красную книгу Российской Федерации.
3. Гудайера ползучая. Розеточные листья необыкновенно красивы благодаря сетчатому узору. Растение сохраняет эти листья всю зиму, они отмирают лишь весной. Растет преимущественно в сосновых лесах.
4. Ятрышник шлемоносный. Представитель рода, давшего название семейству орхидных (Orchidaceae), или ятрышниковых. Несколько сложенных лепестков в цветке напоминают старинный шлем воина. Высушенные клубни раньше широко применялись в лекарственных целях как тонизирующее и общеукрепляющее средство (салеп). Вид включен в Красную книгу Российской Федерации. Фото:ALAMY IMAGES/ALL OVER PRESS (x2), DIOMEDIA (x2).
Северные красотки
В мире исследователи насчитывают более 25 000 видов орхидных (притом что на планете существует всего около 300 000 видов растений). Они встречаются на всех континентах, кроме Антарктиды.
Подавляющее большинство орхидей растет в тропиках и субтропиках. Чаще всего тропические и субтропические виды орхидных являются эпифитами - прикрепляются к другим растениям, например живут в кроне деревьев. Все российские орхидеи ведут наземный образ жизни. Обычно они не столь эффектны, как их южные родственники, - цветки, как правило, мельче. Впрочем, есть и такие, что могут соперничать с тропическими орхидными: цветок венерина башмачка настоящего достигает восьми сантиметров в диаметре. Но между южными и северными родственниками есть и более важные различия.
- У тропических орхидей имеются видоизмененные утолщенные стебли, в которых они запасают воду, чтобы пережить засушливый период, - объясняет Маракаев. - Северным орхидным, зимующим под снегом, свойственно формирование запасающих подземных органов в виде корневищ или клубней. Период цветения наших видов - месяц-полтора, тогда как у тропических видов он может растянуться до полугода. Орхидеи практически никогда не доминируют в растительном сообществе. Они патиенты, то есть растения, способные мириться с конкуренцией со стороны других видов. Однако некоторые орхидные способны захватывать территории, не занятые другими растениями, и формировать практически одновидовые сообщества.
И тем не менее они очень уязвимы
- Орхидные не быстро начинают цвести и плодоносить, то есть возможность их семенного возобновления крайне ограничена, - рассказывает Олег Маракаев. - Например, башмачок настоящий зацветает первый раз только на 15-17-й год жизни. А представьте, сколько всего до этого момента с ним может случиться в природе.
Орхидные, как говорят ученые, отличаются узкой экологической амплитудой, то есть приспособлены к определенным условиям окружающей среды - освещенности, влажности, составу почвы. Даже незначительные их изменения приводят к исчезновению редких видов. Например, гудайера ползучая, встречающаяся в Ярославской области в хвойных лесах, после вырубки деревьев погибает: уровень освещения становится для нее слишком высоким. Многие виды северных орхидей растут на болотах - их осушение приводит к гибели целых популяций редких растений. Но самый опасный для орхидей момент - встреча с человеком во время цветения. В середине лета в городах часто можно видеть, как торгуют букетами ночной фиалки. Это растение, известное также как любка двулистная, пока еще широко распространено в средней полосе России.
- Из-за своей доступности этот вид орхидных наиболее подвержен истреблению, - подчеркивает Олег Маракаев. - Люди, которые срывают орхидеи, не задумываются об их уникальности и вреде, который наносится популяциям редких видов.
На грант РГО, который получил проект «Спасем орхидеи Верхневолжья!», его организатор Олег Маракаев собирается с коллегами и учениками искать места обитания орхидей и оценивать, насколько человек угрожает любимому объекту изучения. Цветам, пережившим птеродактилей и мамонтов, нужна защита от современных «динозавров».
источник
С записи 246 и далее ЗДЕСЬ: http://albercul.livejournal.com/65567.html
Букет с грибами
Вячеслав Степенцев
Любка двулистная (Platanthera bifolia). Изящное растение с приятно пахнущими цветками. Их аромат усиливается в вечернее время, за что растение называют еще ночной фиалкой. Сильно страдает от сбора цветов на продажу и быстро исчезает из окрестностей городов и других населенных пунктов. Фото: DIOMEDIA
Цветы, казалось бы, самые нежные создания на планете. Однако орхидеи пережили динозавров и несколько ледниковых периодов. Сейчас уникальные растения могут пасть жертвой человека.
В разгар лета даже закоренелых горожан охватывает желание сбежать из каменных джунглей на природу. Кто-то колдует над мангалом, а кто-то добрался до диких цветов. Наверняка в букет попадут и родственники знаменитых орхидей амазонских джунглей. Это не шутка: в нашей стране действительно растут орхидеи, причем немало - около 130 видов. Ятрышники и башмачки не попали случайным образом на «севера» из дальних краев - они растут здесь с незапамятных времен. Так, в пасти найденного в 1900 году в Якутии «березовского мамонта», около 45 000 лет назад свалившегося в расщелину прямо во время обеда, среди других трав был обнаружен один из видов башмачка. Мамонты - далеко не самые древние существа, в одно время и на одной территории с которыми росли орхидеи: эти растения застали еще расцвет эры динозавров. Хотя ученые выяснили этот факт совсем недавно.
Внезапно постаревшие
Орхидные еще несколько лет назад считались чуть ли не самой молодой группой растений. Важным доводом в пользу этой версии был сложный механизм опыления орхидей. Ученые считали, что орхидеям в ходе эволюции пришлось выбирать хитроумные способы размножения, потому что простые уже были заняты другими растениями.
- Цветки одних видов являются ловушками, выбираясь из которых насекомые их опыляют, другие обманывают опылителей, привлекая их имитацией облика полового партнера, - рассказывает биолог, сотрудник Ярославского государственного университета им. П.Г. Демидова Олег Маракаев. - Цветок орхидеи имеет ярко выраженную губу - один из лепестков, который выполняет функцию посадочной площадки для насекомого. Распускаясь, цветок разворачивается таким образом, чтобы его губа оказалась в нижнем положении. Это обеспечивает максимальное удобство для опылителя.
Помимо губы цветки всех орхидных имеют и другие интересные приспособления для опыления насекомыми. Чарлз Дарвин описал, например, один из видов рода ангрекум, цветок которого имеет шпорец - специальный вырост, в котором происходит выделение нектара, - длиной около 20 см. Ученый предположил, что должна существовать бабочка с соответствующим длинным хоботком. И действительно, через несколько десятилетий был обнаружен такой вид бабочки-бражника. Только его представители могут достать нектар со дна шпорца, одновременно обеспечив опыление цветков.
- Сейчас биологи высказывают мнение, что развитие специализированных приспособлений для опыления невозможно без длительной совместной эволюции растений и насекомых, - говорит Олег Маракаев.
Представления о солидном возрасте орхидей подтверждаются последними данными палеонтологии и генетики. В 2007 году в Доминиканской Республике в куске янтаря возрастом около 20 миллионов лет была обнаружена пчела, к тельцу которой прилип поллинарий - специальное образование, в котором орхидеи хранят плотно упакованную пыльцу. Его строение позволило указать ближайших современных родственников ископаемого цветка. Имея четко датированную находку и сравнивая ДНК современных орхидей, генетики рассчитали: общий предок всех орхидей жил 76-84 миллиона лет назад. А уже к моменту гибели динозавров в конце мелового периода (65 миллионов лет назад) семейство разделилось на пять эволюционных линий, соответствующих пяти современным подсемействам.
Офрис насекомоносная (Ophrys insectifera). Небольшое элегантное растение, достаточно редко встречающееся в природе. Цветки привлекают опылителей имитацией облика полового партнера и выделением летучих веществ, сходных с феромонами определенных видов насекомых. Вид включен в Красную книгу Российской Федерации. Фото:DIOMEDIA
Господа и слуги
Как многие красавицы, орхидеи скрывают не только возраст. У них есть множество секретов. Например, удивительный способ питания: все представители семейства вступают в симбиоз с так называемыми микоризообразующими грибами.
- Существует образное выражение, что орхидеи носят прекрасные одежды наверху, но зависят от невидимого слуги внизу, - говорит Олег Маракаев. - Без грибов-симбионтов их существование в природе невозможно: без участия микоризного гриба семена орхидных не прорастают. Грибы живут в корнях орхидеи на протяжении всей жизни растения. Их роль состоит в снабжении орхидных минеральными элементами, аминокислотами, витаминами, взамен грибы получают сахара, образуемые растениями в фотосинтезе, и комфортное место для жизни. Считается, что микосимбионты обеспечивают и защиту от патогенных микроорганизмов.
Услугами грибов пользуются не только орхидеи, симбиоз с ними свойственен более чем 80% видов растений. Однако в процессах роста и развития орхидных микоризные грибы играют ключевую роль. Благодаря этому некоторые орхидеи могут месяцами вообще не показываться на свет:
- Гнездовка настоящая всю жизнь проводит под землей, и лишь в момент цветения над поверхностью появляется ее цветонос. Этому виду для питания не нужен солнечный свет, он лишен листьев, хлорофиллоносных тканей и не способен к фотосинтезу. Энергию для роста растение получает от микоризообразующего гриба, который обеспечивает его всем необходимым, - Олег Маракаев приводит в пример один из самых необычных российских видов орхидей.
1. Гнездoвка настоящая. Находится под землей большую часть жизни, получая питание от микоризообразующего гриба. Стебли, лишенные развитых листьев, появляются на поверхности только в момент цветения. Растет в хвойных и смешанных лесах.
2. Башмачок настоящий. Диаметр цветка - до восьми сантиметров. На Верхней Волге встречается крайне редко. Растет на лесных низинных болотах, склонах оврагов, в лиственных и смешанных лесах. Вид включен в Красную книгу Российской Федерации.
3. Гудайера ползучая. Розеточные листья необыкновенно красивы благодаря сетчатому узору. Растение сохраняет эти листья всю зиму, они отмирают лишь весной. Растет преимущественно в сосновых лесах.
4. Ятрышник шлемоносный. Представитель рода, давшего название семейству орхидных (Orchidaceae), или ятрышниковых. Несколько сложенных лепестков в цветке напоминают старинный шлем воина. Высушенные клубни раньше широко применялись в лекарственных целях как тонизирующее и общеукрепляющее средство (салеп). Вид включен в Красную книгу Российской Федерации. Фото:ALAMY IMAGES/ALL OVER PRESS (x2), DIOMEDIA (x2).
Северные красотки
В мире исследователи насчитывают более 25 000 видов орхидных (притом что на планете существует всего около 300 000 видов растений). Они встречаются на всех континентах, кроме Антарктиды.
Подавляющее большинство орхидей растет в тропиках и субтропиках. Чаще всего тропические и субтропические виды орхидных являются эпифитами - прикрепляются к другим растениям, например живут в кроне деревьев. Все российские орхидеи ведут наземный образ жизни. Обычно они не столь эффектны, как их южные родственники, - цветки, как правило, мельче. Впрочем, есть и такие, что могут соперничать с тропическими орхидными: цветок венерина башмачка настоящего достигает восьми сантиметров в диаметре. Но между южными и северными родственниками есть и более важные различия.
- У тропических орхидей имеются видоизмененные утолщенные стебли, в которых они запасают воду, чтобы пережить засушливый период, - объясняет Маракаев. - Северным орхидным, зимующим под снегом, свойственно формирование запасающих подземных органов в виде корневищ или клубней. Период цветения наших видов - месяц-полтора, тогда как у тропических видов он может растянуться до полугода. Орхидеи практически никогда не доминируют в растительном сообществе. Они патиенты, то есть растения, способные мириться с конкуренцией со стороны других видов. Однако некоторые орхидные способны захватывать территории, не занятые другими растениями, и формировать практически одновидовые сообщества.
И тем не менее они очень уязвимы
- Орхидные не быстро начинают цвести и плодоносить, то есть возможность их семенного возобновления крайне ограничена, - рассказывает Олег Маракаев. - Например, башмачок настоящий зацветает первый раз только на 15-17-й год жизни. А представьте, сколько всего до этого момента с ним может случиться в природе.
Орхидные, как говорят ученые, отличаются узкой экологической амплитудой, то есть приспособлены к определенным условиям окружающей среды - освещенности, влажности, составу почвы. Даже незначительные их изменения приводят к исчезновению редких видов. Например, гудайера ползучая, встречающаяся в Ярославской области в хвойных лесах, после вырубки деревьев погибает: уровень освещения становится для нее слишком высоким. Многие виды северных орхидей растут на болотах - их осушение приводит к гибели целых популяций редких растений. Но самый опасный для орхидей момент - встреча с человеком во время цветения. В середине лета в городах часто можно видеть, как торгуют букетами ночной фиалки. Это растение, известное также как любка двулистная, пока еще широко распространено в средней полосе России.
- Из-за своей доступности этот вид орхидных наиболее подвержен истреблению, - подчеркивает Олег Маракаев. - Люди, которые срывают орхидеи, не задумываются об их уникальности и вреде, который наносится популяциям редких видов.
На грант РГО, который получил проект «Спасем орхидеи Верхневолжья!», его организатор Олег Маракаев собирается с коллегами и учениками искать места обитания орхидей и оценивать, насколько человек угрожает любимому объекту изучения. Цветам, пережившим птеродактилей и мамонтов, нужна защита от современных «динозавров».
источник