Скандальная правда о сексуальной жизни растений

Аллаби Майкл

Возвращаясь к ботанике: дикие фиалки — это лесные растения. Они растут в тени вокруг полян и на обочинах дорог, а также на лугах. Они не более двенадцати сантиметров в высоту и с цветками гораздо меньшими, чем у культивируемых сортов. Душистая фиалка (Viola odorata) источает дивный аромат, и люди используют это свойство со времен Древней Греции. Вспомните викторианских дам — этот запах был их бесспорным фаворитом!

Фиолетовые цветки двусторонне (зеркально) симметричны — это указывает на то, что они предназначены для опыления насекомыми. Когда вы встречаете фиалки в их естественной среде обитания, становится понятно, почему их называют стеснительными. Они скромно сидят на своих местах, прижавшись к земле: фиалки меньше большинства цветов вокруг них. Вам даже может показаться, будто они прячутся, смущаясь и надеясь,

что вы их не заметите, а если и заметите, то не будете пытаться вовлечь в разговор или просить сделать что-то, что будет им в тягость. Они бы даже покраснели, если бы знали, как это делается.

О чем думают фиалки, когда пытаются слиться с землей? В конце концов, есть много других низкорослых растений с маленькими цветками. А как насчет алых первоцветов размером до четырнадцати миллиметров или очанки с цветами до десяти миллиметров в диаметре? Они крошечные, но никто не называет их стесняшками.

Естественно, дело не только в размере. Это связано с особенностями цветков растения. Ранней весной они раскрываются, и вы начинаете замечать фиалки на обочинах и в лесах. У них пять лепестков, пять чашелистиков и пять тычинок, а опыляют их насекомые. После оплодотворения цветы производят плодовые коробочки, наполненные семенами. Когда коробочки высыхают и уменьшаются в размерах, они взрываются, разбрасывая на несколько метров семена. Они прорастают, и цикл начинается заново.

Но есть и одна странность. Некоторые из этих цветов бесплодны: обыкновенная голубая фиалка, растущая на востоке Северной Америки, является одной из них. Но у большинства видов растения размножаются обычным способом.

Затем, в конце лета или осенью, растения зацветают во второй раз, и вот тут они действительно уменьшаются в размерах. У цветов нет лепестков, а чашелистики не раскрываются, поэтому во внешнем виде бутонов нет практически никаких заметных изменений. Но внутри кипит работа: каждый цветок оплодотворяет сам себя до тех пор, пока чашелистики не отпадут от плодовых коробочек, которые высыхают и лопаются, чтобы выбросить вторую партию семян за год. Но и из этого правила есть исключения. Жительница Северной Америки фиалка стоповидная (V. pedata) не может опылять себя самостоятельно и полагается на пчел.

Второе цветение — это перестраховка на тот случай, если опылители проигнорировали весенние цветы или оплодотворение не состоялось по какой-то другой причине. Проблема, однако, заключается в том, что к лету все остальные растения агрессивно заселят все вокруг, размахивая своими большими листьями и огромными цветами высоко над землей, и шансы крошечных фиалок привлечь опылителей станут не так уж и велики. Парящим над цветочным буйством насекомым иногда трудно заметить этих скромниц.

Это как раз тот случай, когда для привлечения внимания можно и покричать. Шепот, увы, ни к чему не приведет. Поэтому фиалки, которые чувствуют тень, отбрасываемую большими растениями, даже не пытаются активно участвовать в происходящей вокруг суете. Они уходят в себя, остаются прочно закрытыми, проводят процесс оплодотворения и в нужный момент выбрасывают свои семена. Если насекомые не хотят обращать внимания на фиалки — что ж, это проблемы насекомых. Растениям не нужно тратить энергию на производство ярких лепестков — таким образом, цветки действительно уменьшаются в размерах. Это, конечно, близкородственное скрещивание, но весной они все наверстают, устроив смешение генов в радиусе нескольких метров.

Самооплодотворение без раскрытия цветка называется клейстогамией — ну, если вы хотите сойти за умного в обществе ботаников. Это название означает «закрытый брак», и оно противопоставляется оплодотворению в открытых цветках, называемому хазмогамией, или «открытым браком». И как вы знаете, закрытые браки обычно бывают намного крепче открытых, которые зачастую заканчиваются слезами и сплетнями на всех страницах светской хроники.

Если репродуктивная стратегия работает, она должна быть достаточно распространенной, не так ли? Фиалки отнюдь не единственные, кто чередует хазмогамию с клейстогамией. В мире полно наполовину высокоморальных растений — как, впрочем, и людей.

Недотрога капская (Impatiens capensis) — одна из них. Это широко распространенная уроженка Северной Америки, которая сбежала и обосновалась в дикой природе Британии: она часто растет рядом с канавами и вдоль берегов рек. Название «недотрога» обусловлено тем, что коробочки с семенами растения взрываются

от самого легкого прикосновения. Цветы капской недотроги большие и богатые нектаром, что делает их притягательными для пчел.

Капские недотроги прибегают к клейстогамии, когда оказываются в стабильных, но весьма негостеприимных условиях. Как и фиалки, они тоже предпочитают перестраховаться, правда, заходят в этом вопросе несколько дальше. В самооплодотворяющихся закрытых цветках оплодотворяется меньше яйцеклеток, чем в открытых, но оплодотворение наиболее успешно происходит в открытых цветках растений, которые вырастают из самооплодотворенных семян. Это говорит о том, что растения нашли способ уменьшить вред, возникающий от близкородственного скрещивания.

Кислица обыкновенная, Oxalis acetosella, является еще одним цветущим весной растением. В народе оно известно как «заячья капуста», или «кукушкин клевер». Кислица раскрывает свои лепестки днем и закрывает их ночью; скромное растение, можно сказать, со вполне приличным образом жизни. По крайней мере, именно такое впечатление она и стремится произвести. И как мы все знаем, таких людей тоже предостаточно.

Кислица — многолетнее растение, поэтому она готова приняться расти в тот момент, когда солнце начинает пригревать, ночи становятся короче, а почва — теплее. Но ей приходится расти быстро. Это небольшое растение, всего до десяти сантиметров в высоту, с хрупкими корнями и тонкими листьями: у кислицы нет времени на что-то более масштабное. Вот почему она закрывает свои цветы ночью, а иногда и днем — так она защищает их от слишком яркого света, дождя или чьих-либо прикосновений. Все это имеет смысл потому, что пока другие растения только появляются из почвы, кислица уже вовсю раскрывает цветы, привлекая насекомых. В конце лета она цветет во второй раз, но уже без лепестков и не раскрывая бутонов, совсем как фиалка.

Ситник жабий (Juncus bufonius) — еще один клейстогам. Это однолетнее растение, напоминающее тонкую траву и достигающее двадцати сантиметров в высоту, которое растет во влажных местах во всех умеренных широтах Северного полушария. Линней назвал его «bufonius» (жаба), потому что оно растет в сырых местах, где можно встретить и квакающих особей. Садоводы считают его сорняком. Он цветет с мая по сентябрь, не раскрывая при этом свои цветки. Его плоды представляют собой коробочки, которые раскрываются, чтобы выпустить до ста семян каждая, а одно растение может произвести более 30 000 семян в год.

Ситник жабий (Juncus bufonius) растет во влажных местах Северного полушария с умеренным климатом. Это еще одно растение, которое производит семена, не раскрывая при этом своих цветков

Некоторые растения практикуют самооплодотворение внутри закрытых цветков, когда сталкиваются с конкуренцией со стороны близких родственников. Например, яснотка красная, называемая также пурпурной (Lamium purpureum), и яснотка стеблеобъемлющая (L. amplexicaule). Оба эти вида однолетних растений достигают примерно двадцати сантиметров в высоту и очень похожи внешне. Как вы можете заметить, они оба принадлежат к роду Lamium — это означает, что они близкие родственники. Они неприхотливы и растут практически на любой земле, часто образуя довольно плотные колонии, а садоводы считают их сорняками, хотя и не самыми вредными.

Группа японских ботаников изучала популяцию обоих видов, растущих неподалеку от дороги около общежитий Киотского университета. Они заметили: когда стеблеобъемлющая яснотка обнаруживала, что растет рядом со своей пурпурной соседкой, она производила больше закрытых, чем открытых цветов, и их процент увеличивался прямо пропорционально количеству растущей рядом пурпурной яснотки. Однако там, где яснотка стеблеобъемлющая росла среди себе подобных, она производила меньше закрытых цветов, независимо от плотности насаждений. Ученые побывали в трех других местах, где росли эти растения, в разных удаленных друг от друга уголках Японии, и обнаружили тот же эффект. Затем они пересадили растения стеблеобъемлющей яснотки в гущу яснотки пурпурной и собрали семена как с открытых, так и с закрытых цветов первой, не обнаружив никакой разницы в количестве семян, полученных каждым типом цветка.