Растения-паразиты

    Не  только в животном мире но и в растительном существуют паразиты. Они не образуют, как обычные растения, органические вещества из воздуха, воды и почвы. Поселяясь на стеблях  или корнях растения-«хозяина» паразиты питаются их соками. Этих лодырей почти всегда легко отличить: их побеги не содержат хлорофилла, а потому не зелёные. Фотосинтез, для которого нужен хлорофилл, паразитам для жизненного процесса не нужен. Нет у них и своих корней, поскольку сами они «ленятся» качать воду из почвы, предпочитая брать её из тканей «хозяина». Так что же это такое -  растения-паразиты ?

    Растения-паразиты – это растения, полностью или частично живущие за счёт питательных веществ живых организмов. Растения-паразиты есть как среди низших, так и среди высших растений, в том числе цветковых. Грибы, водоросли и бактерии паразитируют на растениях, животных, человеке, часто являясь возбудителями инфекционных болезней. Цветковые растения-паразиты паразитируют главным образом на высших растениях, в том числе на культурных (подсолнечнике, томатах, табаке и др.), снижая их урожай. Факультативные растения-паразиты могут существовать как за счёт чужеядности (паразитизма), так и используя другие способы питания (например, фотоавтотрофный). Другие источники питания используют иногда и облигатные растения-паразиты (растения-полупаразиты являются одновременно и чужеядными и фототрофными организмами; петров крест - одновременно и растение-паразит и растение-хищник). Растения-паразиты или внедряют в ткани организма-хозяина только гаустории, служащие для извлечения пищи (эктопаразиты, например мучнисторосяные грибы, из цветковых паразитов - заразиха) повилика), либо полностью или главным образом развиваются в тканях растения-хозяина и выходят на поверхность его тела только для размножения (эндопаразиты - раффлезиевые).

    Познакомимся теперь поближе  с некоторыми из растений-паразитов.

ПОВИЛИКА  – дала название семейству повиликовых. Лишена корней, а имеет только длинный стебель и листья-чешуйки. Уже само ее название говорит, что она обвивает растение-хозяина. Повилик много видов, и паразитируют они на различных растениях, преимущественно травянистых: как дикорастущих, так и культурных. Особенно страдают от повилики клевер, люцерна, лен и хмель. Весной проросток повилики нижним концом закрепляется в почву, а верхний, делая круговые движения над поверхностью земли, находит подходящее растение и обвивается вокруг него. На жертве этот паразит закрепляется присосками-гаусториями, быстро отрастающими от стебля. Проникая глубоко в ткани растения-хозяина гаустории начинают высасывать питательные вещества. Первоначальный корень быстро отмирает за ненадобностью. У повилики нет ни корней, ни зеленых листьев. На ее побегах развиваются лишь собранные в клубочки многочисленные бледно-розовые цветки.

Все виды повилики, встречающиеся в наших широтах, — однолетние растения. Осенью их побеги отмирают. Новые растения вырастают  на следующий год из семян. Семена, упавшие на землю и пролежавшие зиму, прорастают в конце весны, когда другие растения уже более или менее развились, — иначе для паразита не оказалось бы подходящей пищи.

 Проросток  повилики непохож на проростки  других растений: у его нитевидного тельца нет семядолей, нижний конец проростка не врастает в почву, растет лишь верхний его конец. Если проросток повилики встречается с подходящим для него растением-хозяином, он быстро обвивает его, образует присоски, и продолжает расти. Если же проросток паразита не встретит растения-хозяина, он погибает, так как самостоятельно питаться не может. Повилики наносят большой вред сельскому хозяйству, с ними ведут упорную борьбу. Например, заражённое повиликой сено плохо высыхает, нередко плесневеет. Разорвав её на две части добиться  её уничтожения нельзя. Вместо одного растения появляются два. Поэтому для борьбы с ней нельзя просто прополоть огород. Так, семена культурных растений, предназначенные для посева, очищают от семян повилики, протравливая их химическими веществами.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    Широко известно другое растение-паразит —  ЗАРАЗИХА. Заразиху можно увидеть в посевах подсолнечника, конопли, табака, клевера и огородных культур. Ее легко отличить по бледно-бурой окраске стебля и чешуйчатых листьев. Эти листья никогда не бывают зелеными: в них нет хлорофилла. На верхней части стебля сидят многочисленные довольно крупные цветки, чаще всего голубовато-лиловые. Значительная часть тела растения-паразита находится в почве. Своим расширенным основанием стебель заразихи прирастает к корням растения-хозяина. Заразиха больше похожа на гриб, чем на цветковое растение.

    Заразиха  размножается семенами, прорастающими  на поверхности почвы. У нитевидного  проростка нет обычных семядолей  (как и у повилики), на нем нельзя различить ни стебля, ни корня: весь он состоит из одинаковых клеточек. На одном конце ниточки проростка остается семенная кожура в виде шапочки. Это и есть верхушка стебля. Его противоположный конец врастает в почву так, что кончик проростка описывает винтовую линию. Как только ему встретится корень растения-хозяина, проросток заразихи перестает расти. Он плотно пристает к этому корню и начинает утолщаться. На поверхности утолщения появляются выросты, похожие на бородавки. Остальная часть проростка, несущая «шапочку», отмирает. Бородавчатое тельце выпускает сосочек, который врастает в ткани корня растения-хозяина, и начинает высасывать из него питательные вещества. Вскоре на поверхности бородавчатого тельца образуется почка, из которой вырастает стебель паразита, и на нем впоследствии распускаются цветки. Части корня растения-хозяина ниже места поселения паразита отмирают, тогда со стороны начинает казаться, будто тело паразита продолжает корень хозяина. Так заразиха губит растение-хозяина.

    Вреда  от неё  даже больше, чем  от повилики, так как заразиха  не только пьет из растений  соки, но и отравляет их своими  соками. Она поражает томаты, подсолнечник, капусту, клевер и некоторые  другие культуры. Бороться с ней  очень трудно. Самый верный способ — выводить устойчивые против заразихи сорта культурных растений. 
 
 
 
 
 

      В лесах наших широт нередко встречается растение-паразит ПЕТРОВ КРЕСТ. Оно развивается так же, как заразиха, и паразитирует на корнях широколиственных деревьев — липы, ясеня, орешника. Но увидеть его можно только ранней весной, когда оно на короткий срок показывается из-под земли. На поверхность земли выходит невысокий розово-белый стебель с односторонней кистью малиново-красных цветков. Стебель вскоре отмирает, но растение-паразит продолжает жить под землей в виде многолетнего мясистого чешуйчатого корневища, вес которого достигает 5 кг.

    Этот  представитель семейства норичниковых  первые 10-15 лет скрывается под  землёй. Постепенно его корневище  сильно разрастается и ветвится, приобретая крестообразную форму. Именно из-за неё растение получило своё название. Оно напоминало людям об апостоле Петре, по преданию распятом на кресте головой вниз за приверженность христианству. Когда корневище растения сформировано, тогда и появляются на поверхности почвы листья, похожие на мясистую чешую, и красноватые соцветия. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    В  Индонезии, в дремучих джунглях  острова Суматра, можно встретить  растения с гигантскими цветками, достигающими почти метра в  поперечнике. Вес одного цветка около б кг. Он похож окраской на сырое мясо и распространяет запах гнили. Над цветком вьются мухи, привлеченные его «ароматом». Они помогают растению в перекрестном опылении. Называется необычное растение раффлезией Арнольди. Его цветки — самые крупные из всех известных в мире. Короткая толстая цветоножка раффлезии сидит непосредственно на корнях лианы циссуса (близкого родича виноградной лозы). Толстые корни лианы тянутся по поверхности почвы. На них кроме распустившихся цветков видны и многочисленные бутоны. Легко принять эти цветки за цветки самой лианы. Но ведь цветки никогда не возникают на корнях. Где же тогда тело растения, которому принадлежит цветок? Где его побеги с листьями, где корни? Их нет. В корнях циссуса, отчасти в его древесине и между корой и древесиной залегают тяжи чуждых лиане клеток. Это клетки раффлезии. Ими она высасывает из циссуса питательные вещества. На верхних концах тяжей развивается цветок раффлезии. Раффлезия — растение-паразит. Оно кормится за счет циссуса.

    Понятно, что для растения-хозяина такое сожительство с паразитом не проходит даром: корни, на которых поселился паразит, в конце концов отмирают. В мясистых плодах раффлезии созревает огромное количество семян. Слон или другое крупное животное, проходя по джунглям, может наступить на эти плоды, тогда семена раффлезии прилипают к его ногам. Если животное потом где-либо снова наступит на корень циссуса, то семена растения-паразита попадут на него и прорастут. Проросток из семени проделает отверстие в коре циссуса и даст начало клеточным тяжам, которые будут развиваться между живыми клетками растения-хозяина и высасывать из них питательные вещества.

    Раффлезия  Арнольди встречается только  на Суматре. Другие виды этого  растения, с цветками меньшего  размера, встречаются на Яве и на других островах Малайского архипелага. Удивительный цветок раффлезии настолько необычен, что порождает суеверия среди местного населения. На острове Ява до сравнительно недавнего времени считали его священным и поклонялись ему.  
 
 
 
 
 

    Среди  цветковых существует большая  группа полупаразитических растений, имеющих собственные зеленые листья. Хлорофилл в листьях и стеблях этих растений делает их способными к фотосинтезу. Однако воду и минеральные вещества они добывают паразитическим способом, т. е. отнимая у других растений. Среди таких паразитов особенно интересна омела, которая встречается у нас в южных районах (в Крыму). Особенно часто она поселяется на плодовых деревьях (груше, яблоне) и на тополе.

    Омела — сильно ветвящийся многолетний кустарник с кожистыми темно-зелеными листьями. Она достигает иногда сорокалетнего возраста. Куст омелы, поселившейся на ветвях дерева, напоминает гнездо крупной птицы. Вместо корней в основании куста развивается система присосков, проникающих в древесину растения-хозяина. Ягоды омелы похожи на ягоды белой смородины. Их охотно поедают птицы, особенно дрозды. Мякоть ягоды слизистая и клейкая. Поэтому птице после еды приходится очищать клюв, обтирая его о ветки деревьев. Так остатки ягод прилипают к веткам, и там их семена начитают прорастать. Корешок зародыша пробивает кору ветки и дорастает до древесины. После этого вырастает стебелек с семядолями. Корешок же при дальнейшем развитии видоизменяется в присоски, напоминающие грабли. Хотя омела полупаразит, но и она может нанести растению-хозяину значительный ущерб.

    С  омелой связаны верования древних  кельтов. Они почитали омелу  как  священное растение , дающее  жизнь другим растениям. Неудивительно,  что именно омела считалась  священным растением, так как она выбирает самые здоровые, большие растения, например дубы. Не только народ кельтов, но и многие другие народы почитали дуб, как священное дерево – дерево жизни, а с ним и омелу.  Срезанные ветви омелы говорили о начале весны, когда все растения «оживают».

    Некоторые  полупаразиты существуют самостоятельно: у них есть и листья и  корни, однако при благоприятных  условиях, и они добывают себе  дополнительное питание, отнимая  его у соседей, т. е. паразитируя.  Это всем известные полевые  цветы: иван-да-марья, погремок, мытники и др.  
 
 
 
 
 

    Рассмотрим  теперь вопрос о том, как  возникли такие необычные растения.

        Эволюция Растений-паразитов шла от случайного паразитизма через факультативные его формы к облигатному паразитизму, что сопровождалось утратой способности к фотоавтотрофному или сапрофитному питанию и приобретением приспособлений к чужеядному питанию. Структуры, обеспечивающие автотрофное питание, постепенно утрачивались или преобразовались в органы чужеядного питания (например, верхушки корней цветковых растений - в гаустории). Под влиянием паразитизма у некоторых растений-паразитов изменился и ход развития.

    Развитие высокоспециализированных цветковых растений-паразитов характеризуется метаморфозом - превращением их организации в процессе онтогенеза. В некоторых группах растений развились более сложные формы паразитизма (аллелопаразитизм); например, цветковые растения с эндотрофной микоризой характеризуются взаимным паразитизмом цветкового растения и гриба (орхидные, грушаиковые и др.). Встречаются случаи и эпипаразитизма ("тройного" паразитизма): микотрофное цветковое растение получает пищу из окружающих хвойных растений через посредство общего для них микоризного гриба (подъельник). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Годичные кольца, годовые слои,  у растений это зоны прироста древесины, вызванные сезонной периодичностью деятельности камбия в результате смены тёплого и холодного времён года. Они хорошо различимы на поперечных разрезах ствола, ветвей и корней древесных растений в виде не совсем правильных (не строго концентрических) колец.

    Благодаря делению клеток камбия стебли деревьев, кустарников и многолетних трав растут в ширину. Встречаются вековые дубы, стволы которых в обхвате достигают 10 метров. Стебель растёт в толщину в тёплое время года, когда клетки камбия делятся. При делении клеток камбия клеток древесины образуется значительно больше, чем клеток луба. К концу осени камбий вступает в период покоя. Весной, с началом сокодвижения, клетки камбия снова начинают делиться. Из клеток, появившихся из камбия весной, в древесине образуются сосуды с широкими просветами и относительно узкими оболочками. Осенью у большинства деревьев новые сосуды древесины оказываются узкопросветными, а их оболочки – более толстыми. Все слои клеток древесины, образовавшиеся весной, летом и осенью, составляют годичное кольцо прироста.                                                                                                       

    Мелкие осенние клетки отличаются от крупных весенних клеток древесины следующего года, находящихся рядом с ними. Древесина, отложенная камбием весной или в начале лета, отличается по структуре, цвету, блеску, твёрдости и другим механическим свойствам от древесины, образованной во второй половине вегетационного периода. Первая (внутренняя) часть годичных колец более рыхлая и светлая, вторая (наружная) — более плотная и тёмная. Поэтому граница между соседними годичными кольцами на поперечном срезе древесины у многих деревьев хорошо заметна. Переход от ранней древесины к поздней, как правило, постепенный, а от поздней к ранней, образовавшейся в следующем вегетационном периоде, четко выраженный. 
    Годичные кольца наиболее хорошо выражены у растений умеренных и холодных широт.  
  По числу годичных колец на распиле, проведённом на высоте шейки корня, можно определить возраст растения. Например, отдельные дубы доживают до 1000 лет.

   По толщине годичных колец можно узнать, в каких условиях  росло дерево в разные годы его жизни. Узкие кольца свидетельствуют о недостатке влаги, о затенении дерева, о плохом питании.

   По годичным кольцам можно также определять стороны света: они обычно шире с той стороны дерева, которая обращена к югу, и уже с той, которая обращена к северу. Объясняется это тем, что на северной стороне ствола клетки камбия растут хуже. Здесь они чаще и сильнее охлаждаются и слабее обогреваются.

    Свойства более плотной северной древесины были замечены человеком очень давно. Поэтому дома, и особенно, корабли всегда предпочитали строить из хвойных пород деревьев, растущих в более холодных широтах. Там промежутки летней, более мягкой древесины, совсем маленькие, благодаря укороченному лету. Поэтому сама древесина более прочна, чем аналогичная в средних широтах.

    У  растений в тропических лесах  годичных колец нет, так как за год (вегетационный период) климат не меняется резко, поэтому камбий делится с одинаковой скоростью.

    Мы  уже знаем, что ширина годичных колец колеблется в зависимости от условий произрастания, участка ствола и возраста дерева. По мере роста дерева она возрастает, затем в период зрелости наступает стабилизация, а со старением дерева снова уменьшается; по высоте ствола ширина годичных колец у одиноко стоящих деревьев уменьшается к вершине, а у растений в густых насаждениях — к основанию. Иногда возникают так называемые ложные кольца: при удвоении годичных колец в результате отмирания листвы из-за весенних заморозков или при объедании её гусеницами и последующем распускании спящих почек. По годичным кольцам на основании ряда закономерностей их сложения можно реконструировать климаты прошлого и прогнозировать их в будущем (дендроклиматология), устанавливать время произрастания того или иного дерева, например археологических находок (дендрохронология).

    Для дальнейшего развития науки большое значение имеют восстановление и прогнозирование земных и космических явлений на основании выявленных хронологических закономерностей. Многие из них оказывают большое влияние на биологические процессы многолетних растений и четко отражаются на годичном приросте древесных и кустарниковых пород. В связи с долголетием и значительными размерами годичных колец особую ценность в этом отношении представляют деревья, являющиеся как бы естественными запоминающими устройствами количественных и качественных изменений окружающего мира. Данное свойство древесных пород впервые в нашей стране было выявлено и изучено в 1881-1892 годах русским физиком, профессором Новороссийского университета Федором Никифоровичем Шведовым. В 1892 году в "Метеорологическом вестнике" Ф. Н. Шведовым была опубликована статья "Деревья как летопись засух". В ней профессор описал, как у него возникла идея использовать деревья в качестве "метеорологов".

    Профессором Ф. Н. Шведовым была установлена зависимость ширины годичных слоев акации от засух и солнечной активности. Уже первые наблюдения показали ему, что в особо засушливые 1881 и 1882 годы образовались очень узкие кольца. В дальнейшем, сопоставляя ширину годичных колец деревьев с количеством осадков нескольких метеорологических станций юго-запада России, профессор сделал вывод об определенной повторяемости засух и предсказал, когда в черноземной полосе России ожидается очередная засуха. Свой метод он назвал дендрометодом. Так в России в 1892 году родилась новая наука - дендроклиматология, позволяющая по годичным кольцам деревьев проводить реконструкцию климата прошлых лет и делать долгосрочные прогнозы на будущее. В дальнейшем данное направление науки получило широкое развитие в США. В начале текущего столетия молодой астроном Э. Дуглас из Лоульсонской лаборатории Флагштафа, используя годичные кольца деревьев как индикатор погоды, пытался установить связи между солнечной активностью и климатом Земли. Впоследствии Дуглас создал в Аризонском университете лабораторию дендрохронологии, ставшую в этой области одним из ведущих центров науки.

     Первые усилия американцев были направлены на изучение циклов солнечной активности и на датировку археологических объектов. Позднее в работах И. Шульмана, Г. Фритса и других ученых дендрохронологические методы использовались для реконструкции климата, гидрологического режима и стока рек, датировки древних поселений индейцев, ледниковых морен, времени извержения вулканов, повторяемости пожаров и нападения насекомых вредителей, определения скорости выветривания и эрозии почвы, а также для изучения динамики природных зон и горных поясов.

   Как видно, такое, казалось бы, простое и понятное явление как годичные кольца, может принести еще немало сюрпризов для науки и человечества в целом. 

СПИСОК  ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 
 
 

1. Корчагина В.А. Биология: Растения, бактерии, грибы, лишайники: Учеб. Для 5-6 кл. сред. шк. – 20-е изд., перераб. – М.:Просвещение, 1988 г. – 256 с.:ил.

2. Большая Советская Энциклопедия.

3. Энциклопедия  для детей: Биология. Аванта +.

4. Интернет.

                                                                                                   Рис. 1

Проросток повилики обивает  растение - хозяина. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Из  заразих, встречающихся  на территории бывшего Советского Союза, особенно интересна гигантская пустынная заразиха. Она паразитирует на кустарниках, главным образом на джузгуне, который растёт в песчаной пустыне Каракумы. Толстый, мясистый ствол пустынной заразихи вырастает за лето на метр, а иногда даже выше человеческого роста. На корне джузгуна заразиха образует гнездо почек. В первый же год из одной - двух наиболее крупных из них вырастают стебли, на верхней части которых развиваются многочисленные крупные цветки. В плодах-коробочках образуется огромное количество мелких семян. На следующий год стебли вырастают уже и из других почек. Так продолжается до тех пор, пока растение-хозяин совсем не зачахнет.