Растение-оборотень, или Зарисовки из жизни тропической лианы

На Земле существует порядка 370 тысяч различных растений. Из них только около 600 видов являются хищными, то есть питающимися всевозможными насекомыми. И только один представитель флоры становится хищным лишь время от времени, а иногда и вовсе отказывается от охоты в пользу фотосинтеза — это тропическая лиана трифиофиллум щитовидный (triphyophyllum peltatum).
Она произрастает в Западной Африке на Берегу Слоновой Кости, в Сьерра-Леоне и Либерии. О том, что растение иногда становится плотоядным, ученые знали последние несколько десятков лет, однако не могли понять, что заставляет его периодически поедать насекомых. Долгое время его попросту не удавалось культивировать. Однако немецкие ученые все же смогли вырастить t. peltatum в лабораторных условиях и выяснить новые удивительные факты о диете лианы.

Уникальное насекомоядное растение из Африки

T. peltatum представляет собой довольно невзрачную лиану с трехэтапным жизненным циклом, причем на каждом жизненном цикле она имеет свою уникальную форму листа. На первом этапе T. peltatum образует розетку из простых ланцетных листьев (длина листовой пластинки больше ширины в 1,5–2 раза) с волнистыми краями.
На втором этапе у растения развиваются длинные, тонкие железистые листья, выделяющие липкую густую жидкость цвета крови, при помощи которой они ловят насекомых. На третьем этапе растение становится взрослой лианой с короткими не плотоядными листьями, на конце которых имеются два крючка для захвата.
Трифиофиллум щитовидный является не только единственным в мире растением, которое время от времени становится плотоядным, но также самым крупным из всех хищных растений. Длина его стебля достигает 50 метров, а толщина обычно не превышает 10 см. О том, что лиана питается насекомыми, стало известно только в 1979 году, спустя более полвека после ее открытия.


Железистые листья Triphyophyllum peltatum, которыми лиана ловит насекомых

На первом этапе своего развития triphyophyllum peltatum питается энергией солнца за счет фотосинтеза, как и все другие растения. При этом не проявляет никаких признаков плотоядности. Но по мере развития лоза иногда отращивает листья-ловушки, при помощи которых ловит и переваривает жуков. Но как только лиана насыщается, может полностью отказаться от охоты на насекомых. А некоторые T. peltatum в течение своей жизни вообще никогда не становятся хищниками.

Почему лиана периодически становится плотоядной

T. peltatum ведет себя совсем не так, как другие хищные растения, такие как венерина мухоловка, росянка или например, пузырчатка. По мнению ученых, причина в том, что плотоядность не заложена в его развитии. Именно поэтому некоторые лианы T. peltatum всю жизнь питаются исключительно фотосинтезом.



Два крючка на кончике листа, которыми лиана цепляется за вертикальные поверхности

Но что заставило растение превращаться в хищника? Ученые предполагают, что T. peltatum развил такую способность, чтобы выжить в среде, лишенной питательных веществ, например, азота. Однако до последнего момента ученые точно не знали, что именно вызвало такую метаморфозу растения. Чтобы выяснить это, исследователи вырастили 60 лиан искусственно в лабораторных условиях.
Все растения разделили на отдельные группы, отличающиеся почвой, в которую были посажены. В одной группе в почве был недостаток азота, в другой — калия, в третьей — фосфора. Также была четвертая контрольная группа, выращенная из почвы, в которой было достаточно всех веществ. Как оказалось, хищными стали только лианы, выращенные в почве с дефицитом фосфора. Об этом исследователи сообщают в журнале New Phytologist.



В лаборатории хищными стали только лианы, которым не хватало фосфора

Фосфор является крайне важным минералом, который необходим для основных компонентов ДНК и мембран клеток. Обычно растения поглощают фосфор из почвы, и для этого развивают разветвленную корневую систему. Однако под конец засушливого сезона фосфора в почве может не хватать, в результате чего лиана испытывает фосфорное голодание. В этот период она и отращивает листья-ловушки. Когда же растение насыщается фосфором или его содержание в почве восстанавливается, лиана вновь отращивает листья для фотосинтеза.