Чтобы растению выжить…

Суккуленты не растут по обочинам российских дорог, но суккуленты можно купить в Москве, Санкт Петербурге или Екатеринбурге. Купить суккуленты можно даже в далекой Якутии. Как это сделать, мы расскажем в конце этой публикации, а пока, давайте восполним возможные пробелы в наших знаниях об этих, по истине,  уникальных, растениях. А начнем мы из далека.

Мысленный эксперимент.

Давайте представим, что произойдет с привычным для нас растением, которое можно встре­тить на любом пустыре или обочине до­роги (например, подорожником), если его поместить на такой же пустырь или обочину где-нибудь в Намибии или Со­мали? Проживет он там очень недолго. Причина тому — не ностальгия по род­ным краям и росшим рядом пастушьим сумкам, лебеде и сурепке. Его убьет сол­нечный свет и тепло — те природные фак­торы, без которых ни одно растение не выжило бы. Парадокс?

Здесь уместно вспомнить одну про­писную истину: все хорошо в меру.

Всякому нормальному растению для существования положено получить от Природы-матушки отведенную долю тепла и света. Живые организмы, оби­тающие в умеренном климате, привык­ли, соответственно, к умеренным темпе­ратурам в период активного роста, к нежным лучам солнца, падающим на поверхность земли под углом, значительно меньшим 90°. Они довольно редко испытывают недостаток во влаге: испарение в резуль­тате невысоких температур невелико, и 400-600 мм осадков в год вполне хва­тает для нормального развития. В то же время в тех местах, куда мы мысленно перенесли подопытный объект — подо­рожник, того же количества осадков бу­дет катастрофически не хватать, так как наши растения не приспособлены к вы­соким температурам. Необходимость испарять большое количество воды для охлаждения быстро приведет к обезво­живанию и гибели живого организма. У подорожника нет резервов. Даже если ночью прошел дождь, за день палящее солнце, жара и сухой ветер высушат по­чву так, что корням нечего будет извле­кать из нее, значит, листьям нечего будет испарять, растение перегреется, белки от высокой температуры по­теряют должную структуру и наступит грустный финал. Даже трудно предуга­дать, что станет причиной быстрой смер­ти — полное высыхание или перегрев и необратимое нарушение белковых структур. И то и другое непо­правимо.

Вы спросите: «А как же местные рас­тения? Ведь живут же в этих условиях и не жалуются». Все дело в том, что они приспосабливались к такому климату в течение сотен тысяч или миллионов лет эволюции. Природа кропотливо отбира­ла те особи, которые оказывались хоть на йоту более жизнеспособными, чем огромное количество их менее удачли­вых собратьев. Так, шаг за шагом, рас­тения приобретали удивительные спо­собности и хитрые приспособления для выживания в условиях высоких темпе­ратур, максимального солнечного излу­чения, абсолютного или относительно­го недостатка влаги.

И что поразительно: различные на­правления эволюционного развития по­зволяют растениям одинаково успеш­но выживать в засушливом и жарком климате.

 Эволюция: Кто первый

Цель и предназначение всякого жи­вого организма — произвести себе подобного. В условиях засушливого кли­мата с редкими периодами достаточной увлажненности эта задача стоит перед растениями наиболее остро — необхо­димо успеть. Ведь чтобы зацвести и дать плоды, цветковым растениям необходи­мо время — так называемый вегетацион­ный период. В условиях умеренного кли­мата он длится приблизительно полгода, в экваториальном климате не прекраща­ется практически никогда, в субаркти­ческом и арктическом поясах — макси­мум несколько месяцев. А как же тогда пустыня в тропиках? Здесь продолжи­тельность вегетационного периода зави­сит только от одного фактора — наличия воды. Прошел дождь — все ожило. Нет его — жизнь замирает.

В связи с этим некоторые растения в гонке за выживание выработали удиви­тельную способность в максимально ко­роткие сроки всходить, вырастать, цве­сти, давать плоды и погибать. Они носят название эфемеров. Наиболее «быст­рые» из них успевают завершить пол­ный жизненный цикл — от всходов до гибели — за 2 недели. Но эта гибель ус­ловная: растение продолжает жить в тех семенах, которые остались ждать следу­ющего благоприятного периода. То есть эти растения пережидают засуху в виде семян.

Путь простой, но не особенно надеж­ный: семена могут не успеть созреть до того момента, как снова наступит засу­ха, их могут съесть ползающие, лаза­ющие, прыгающие, летающие, бегающие враги. Взошедшие же растения являют­ся излюбленной пищей упомянутых тра­воядных существ.

Все в этой жизни так ненадежно. А посему некоторые особо предусмотри­тельные растения, развив в себе способ­ность взращивать потомство в виде се­мян, научились пережидать засуху под землей. Луковицы, клубни, корневища и прочие подземные «бомбы замедлен­ного действия» могут месяцами, а то и годами не подавать признаков жизни в ожидании дождя и буквально взорвать­ся в буйстве жизни, будучи «детонированными» водой. Короткий период люб­ви и счастья, семя, брошенное в почву, — и ожидание возрождения затаившейся под землей жизни. Подобные растения носят название эфемероидов.

Эффективно, надежно, но как-то мрачновато, словно заживо погребенные. Ведь можно не дождаться следующего дождя и медленно умирать в безвестнос­ти. Уж лучше, как первые: дали семена — и конец. Четко и без вариантов.

Подобные два способа выживания в условиях засушливого климата или, вер­нее, в условиях с периодами достаточ­ного увлажнения и засухи являются наи­более распространенными. Именно эти растения на непродолжительное время превращают безжизненную пустыню в цветущий сад. Они же оставляют после себя иссушенные солнцем останки, ко­торые создают столь угнетающую кар­тину массовой гибели всего живого в пе­риод засухи. Это растения-однодневки. Разумеется, суккулентами они не являют­ся, но о них, вернее, о некоторых предста­вителях растительного мира, избравших подобную тактику выживания, еще будет сказано ниже.

Корневая система.

Те, кто считает, что в пустыне нет во­ды, ошибаются. Вода там есть, но очень глубоко.

Давайте представим картину: кара­ван верблюдов медленно «плывет» в па­лящем мареве от колодца к колодцу, от оазиса к оазису. И колодцы, и оазисы располагаются там, где грунтовые воды находятся близко к поверхности. Чем ближе вода, тем больше в этом месте жизни.

Так вот. Некоторые растения научи­лись выживать в пустыне благодаря то­му, что способны доставать воду букваль­но из-под земли. Кто не помнит из школьного курса био­логии знаменитую верблюжью колюч­ку, которая может вонзить свой корень на 20 м вглубь и спокойно потягивать живительную влагу, словно коктейль че­рез соломинку? Этот факт известен прак­тически всем, но мало кто задумывался над тем, что делать молодому растению, которое еще не успело врасти настоль­ко глубоко, чтобы надежно себя чувст­вовать.

Оказывается, что, прежде чем до­стичь водоносных слоев, растения, рас­тущие вглубь, должны познать все «пре­лести» пустынного бытия. Им нужно очень быстро, пока длится влажный пе­риод, развивать свою корневую систе­му. Осадки настолько обильные, чтобы пропитать почву до водоносных слоев, выпадают нечасто. Влага сохраняется недолго: после дождей поверхность зем­ли очень быстро высыхает и вода «ухо­дит вглубь». Корни должны расти так быстро, чтобы, не отставая, следовать за отступающей водой. В противном случае молодое растение погибает. Это словно гонка на выживание — только в глубину.

Судьба молодого ростка столь не­определенна, что порой кажущийся весь­ма незначительным фактор может сыг­рать судьбоносную роль. Например, одно растение взошло на пригорке, а другое — в низине. Шансы на выживание у вто­рого значительно выше, чем у первого. В низину во время дождя стекает вода — влажность будет выше. Здесь же накап­ливаются те крохи органических остат­ков, которые, перегнивая, обеспечивают плодородность почвы, в то время как на вершине небольшого холма ничего, кро­ме выжженных солнцем камней, быть не может. Сухой ветер значительно слабее в низине, поэтому растение будет испа­рять меньше драгоценной влаги, по той же причине сохраняющейся в почве доль­ше. Даже расстояние до водоносных слоев здесь будет меньшим, и корни смо­гут скорее их достичь.

Другой пример: два ростка взошли рядом в абсолютно одинаковых услови­ях. Их корни уже вросли глубоко в зем­лю, но на пути одного из растений ока­зался большой камень. Время и силы, потраченные на то, чтобы обогнуть не­ожиданное препятствие, могут стоить ростку жизни, в то время как корни дру­гого, не встретив трудностей, успешно достигнут грунтовых вод.

Некоторые виды, например саксаул или джузгун, развивают мощные корни, достигающие водоносных слоев и пита­ющие влагой растение во время засухи, и в то же время имеют разветвленные поверхностные корни, позволяющие на­капливать даже незначительные осадки. Это позволяет с большей надежностью существовать взрослым растениям и вы­живать недавно проросшим экземпля­рам.

Гонка вниз, к воде, как и гонка вверх, чтобы быстрее дать потомство, требует одного — успеть. Многие не успевают. Но те, кому это удалось, становятся свое­образным «центром жизни» в пустыне. Они извлекают влагу из глубин на по­верхность, давая пищу и тень немногочисленным видам животных, которые рискуют жить в подобных условиях. Все та же верблюжья колючка охотно поеда­ется, разумеется, верблюдами. Без этих животных до сих пор не могут обойтись многие кочевые племена. Живительная колючка является прекрасным медоно­сом и источником знаменитой манны (вспомните библейскую «манну небес­ную»). Верблюжья колючка персидская, произрастающая в Западной и Средней Азии, выделяет определенную клееоб­разную сахаристую жидкость, застыва­ющую в виде зерен, которые и называ­ются манной.

Как мощные насосы

Всякое растение, по сути, — это на­сос, который выкачивает воду из земли и испаряет ее в атмосферу для соб­ственных нужд и в необходимых коли­чествах. Чем больше влаги в земле, тем меньше усилий растению необходимо за­тратить на то, чтобы ее извлечь. В этом случае живой организм имеет возмож­ность развить большую фотосинтезиру­ющую поверхность, например огромную площадь листового покрова, в резуль­тате чего быстро растет. Это важно в ус­ловиях жестокой конкуренции там, где жизнь бурлит, — в лесах. Чем выше тем­пы роста, тем больше шансов у растения раскинуть свои листья над всеми и еди­нолично поглощать солнечную энергию. Но огромная площадь листовых плас­тинок — это, соответственно, такая же площадь испарения. Гигантские деревья во влажных лесах испаряют воду тонна за тонной, не испытывая недостатка в ее притоке от корней. А что же нужно сделать в случае, когда в почве мало воды?

Первое — следует немного умень­шить испарение. Так растения и посту­пают, максимально сокращая поверх­ность листьев.

Второе — необходимо увеличить по­ступление воды от корней. Это мы уже проходили, когда рассматривали пример растений, достигающих корнями водо­носных горизонтов. А можно ли увели­чить поступление воды от корней, рас­положенных у поверхности? Оказывает­ся, можно. Такие растения называются склерофитами. Поговорим о них подробнее.

В земле, даже возле самой поверх­ности, почти всегда есть влага. Степень ее содержания может быть различной — от абсолютного отсутствия до максималь­ной насыщенности. Если этот диапазон для наглядности условно разделить, ска­жем, на 10 единиц (абсолютно сухо — это 0, мокро — 10), получится, что рас­тения, живущие в условиях, когда дефи­цита влаги не бывает, нормально функ­ционируют при влажности почвы от 10 до 8 единиц. Те, которые периодически сталкиваются с недостатком воды, спо­собны выживать при влажности почвы от 10 до 5 единиц. Но имеются и такие растения, которые могут существовать при показателях ниже 5 единиц. Чем же определяется столь значи­тельная разница?

Дело в том, что корни разных рас­тений «с различной силой всасывают воду». Подобная формулировка весьма условна, но понятна: там, где корни од­ного уже не способны поглощать воду ввиду ее недостатка в почве, другие все еще извлекают из высохшей земли кап­ли влаги.

Вода в почве может содержаться в трех агрегатных состояниях: твердом, жидком и газообразном. Твердое состо­яние нас не интересует, ибо при темпе­ратуре ниже 0 °С растения не развива­ются. Им необходима вода в жидком состоянии, но при низкой влажности и высокой температуре подобной редкос­ти корнями не сыщешь. Что же делать? Выход — в тех же физических законах. Дело в том, что пар, содержащийся в почве, при понижении температуры до определенных пределов конденсирует­ся и превращается в мельчайшие капли воды. Казалось бы, что может быть про­ще — дождись, растение, ночной прохла­ды и пей себе на здоровье. Но не тут-то было! Конденсирующаяся в почве вла­га в первую очередь растворяет соли, что препятствует впитыванию воды корня­ми. Соли сами по себе способны погло­щать пар и переводить его в жидкое со­стояние. Кто не наблюдал, как обычная поваренная соль «отсыревает» и букваль­но пропитывается водой, например, в дождливую погоду? Только вот расте­ниям от этого лучше не становится. Им приходится отбирать воду у солей, а те сопротивляются жестоко.

Здесь мы рискуем заблудиться в деб­рях физической химии (я не оговорился), но без понимания этого трудно будет до­стичь понимания сути. Напомню принцип: делай так не потому, что «так надо», а потому, что иначе произойдет то-то и то-то, а вот этого не случится. Иными словами, если мы хотим понять суть, без экскурса в науку не обойтись. Кому это покажется слишком заумным, может пропустить несколько абзацев.)))

Вода в почве и в клетках растения содержится в виде раствора. Какие соли растворены — для нас не имеет значе­ния, важна их концентрация и способ­ность удерживать воду. Последнее каче­ство находится в прямой зависимости от насыщенности раствора. Для растения это означает, что, если раствор в почве более концентрирован, чем в клетках корней, вода остается в почве или даже теряется корнями.

Мы коснулись понятия осмотичес­кого давления. Проведем еще один мысленный эксперимент. Некий сосуд разделен по­лупроницаемой мембраной (под полу­проницаемостью понимают способность пропускать в обоих направлениях воду, но не пропускать соли). В одну полови­ну сосуда нальем раствор соли условной концентрации, а в другую — раствор той же соли, но концентрация его будет в 2 раза больше. Количество обоих раство­ров одинаково. Отметим тот уровень, на котором они находятся. Через некоторое время окажется, что уровень в той по­ловине, где был менее насыщенный рас­твор, понизился, количество же «более концентрированного» раствора увеличи­лось. Употребление кавычек здесь обос­нованно, так как если прошло достаточ­но времени, то концентрации растворов стали одинаковыми. Оказывается, более концентрированный раствор способен отбирать у менее насыщенного раство­ритель, который проникает через полу­проницаемую мембрану. Такой процесс отбора растворителя будет длиться до тех пор, пока концентрации не сравня­ются. И в итоге получится, что уровни изменятся.

Так вот, под понятием «осмотическое давление» имеется в виду то избыточное внешнее давление, которое необходимо приложить к раствору, для того чтобы предотвратить поступление в него рас­творителя из другого раствора через по­ лупроницаемую мембрану, которая их разделяет.

Получается, что корни способны вса­сывать воду из почвы только в том слу­чае, если их осмотическое давление пре­вышает давление почвы.

Становится понятным, что осмоти­ческое давление почвы с потерей воды растет, поскольку концентрация солей возрастает. Растение, имеющее низкое осмотическое давление, «с меньшей си­лой всасывает воду» и не способно из­влекать ее из слабо увлажненной почвы. Этот же фактор имеет решающее значе­ние в отношении способности растений существовать в засоленных почвах, име­ющих высокое осмотическое давление.

Но нас интересует умение растений выживать при недостатке влаги. Так вот, существует достаточно большая группа этих живых организмов, представители которой научились отбирать влагу у по­чвы в тех случаях, когда, казалось бы, уже и отбирать нечего. Растения-склерофиты имеют высокое осмотическое давление и благодаря этому выживают в условиях дефицита воды. Именно они являются «мощными насосами».

Не стоит думать, что одни растения могут выживать лишь благодаря данной способности, а другие — только за счет скорости вегетации. Отдельное рассмот­рение механизмов выживания условно, к тому же следует иметь в виду, что боль­шинство растений обладает и той и дру­гой особенностями. Так надежнее.

Но это все еще не суккуленты. Мы только начали подбираться к ним, но все вышеописанное только поможет понять уникальность этих растений. Следите за продолжением…

В самом начале мы обещали рассказать читателю, где же можно купить суккуленты, живя даже в самой глубокой глубинке. Ответ у вас перед глазами – на нашем сайте cactusenok.ru. Пусть это будет выглядеть как хвастовство, но все же заметим, что наш питомник производит только растения высокого качества, без всяких химических ускорителей. Кроме того, мы не оставляем нашего покупателя без поддержки, и он всегда может получить необходимую помощь по выращиванию суккулентов, как письменно, так и по указанным на сайте телефонам. Есть еще группа «В Контакте», где можно найти для себя много полезной информации и единомышленников. Там постоянно проводятся различные акции и конкурсы, и вы сможете получить растения в качестве подарка бесплатно или с большой скидкой. Добро пожаловать в общество любителей кактусов и суккулентов! Будет интересно!