Чем дышит растение днем и ночью. Чем дышат растения
Растения не могут существовать без света, ведь свет – это одно из главных условий для их развития. Свет – единственный доступный растениям источник энергии, так необходимый для фотосинтеза. Фотосинтез – это совокупность процессов поглощения, превращения и использования энергии квантов света в различных реакциях, в том числе превращение углекислого газа в органические вещества. Другими словами это процесс образования органических веществ из углекислого газа и воды при участии хлорофилла.
Биологическая роль света зависит от его спектрального состава, интенсивности, суточной и сезонной периодичности.
Солнечная радиация представляет собой непрерывный спектр от 290 до 3000 нм. Ультрафиолетовые лучи (УФЛ) меньше 290 нм губительны для живых организмов. Они задерживаются озоновым слоем атмосферы Земли. Длинноволновые УФЛ (290-380 нм) в небольших дозах способствуют синтезу пигментов и некоторых витаминов у растений. Они также задерживают «вытягивание» растений и повышают стойкость к низким температурам. Самую важную роль играет видимая область спектра (390-710 нм), которую называют фотосинтетически активной радиацией. Видимый свет влияет на образования хлорофилла, стимулирует биосинтез белков и нуклеиновых кислот, влияет на газообмен и транспирацию, повышает активность светочувствительных ферментов и влияет на процессы роста, развития, цветения и плодоношения растений.
Красные (720-600 нм) и оранжевые (620-595 нм) лучи являются основными поставщиками энергии для фотосинтеза и влияют на изменение скорости развития растений. Их избыток задерживает цветение растения. Синие и фиолетовые лучи (490-380 нм) участвуют в процессе фотосинтеза и образовании белков. Они также регулируют скорость развития растения и ускоряют цветение растений.
Желтые (595-565 нм) и зеленые (565-490 нм) лучи не оказывают влияния на жизнедеятельность растений. Поэтому эта область спектра не поглощается растением, а отражается, в результате чего мы видим растения именно зелеными.
Спектральный состав света, его интенсивность, а также продолжительность светового дня различны для разных мест обитания растений. По отношению к количеству света, необходимого для нормального роста и развития растений, выделяют четыре группы растений:
1. Светолюбивые растения любят свет и требуют хорошей освещенности. Они обычно растут на открытых солнечных местах. К ним относят почти все виды кактусов и других суккулентов, маслинные, миртовые, розовые и др. виды. Комнатные растения этой группы хорошо растут на окнах с южной стороны.
2. Тенелюбивые растения приемлют слабую освещенность и полутень. К ним относят марантовые, бегонии, некоторые бромелиевые, ароидные, виноградовые, мальвовые, камнеломковые, драцены и др. виды. Наиболее подходящие для них окна с северной стороны. Они неплохо себя чувствуют, даже если расположены далеко от источника света.
3. Теневыносливые растения лучше растут и развиваются при хорошей освещенности, но и хорошо адаптируются к слабому свету. К этим растениям относят: хвойные, большинство папоротниковых, плющи, амариллисовые, бобовые, пеларгонии, орхидные, толстянковые и др. Для них отлично подходят восточные и западные окна.
4. Существует еще одна группа – компасные растения . Узкая сторона таких растений обращается к югу или северу, а широкая – на запад или восток (латук дикий или австралийские эвкалипты). Благодаря такой особенности эти растения никогда не дают тени.
В зависимости от светового режима у растений выработались особенные качества. Прежде всего это заметно по листьям. У светолюбивых растений листья обычно более мелкие; они расположены вертикально или под различным углом по отношению к солнечным лучам во избежание перегрева. У многих растений поверхность листа блестящая. Она покрыта восковым налетом или густым пухом, что помогает отражать и ослаблять действие палящих солнечных лучей. Листья теневыносливых растений всей своей пластинкой ориентированы к свету, располагаясь в виде мозаики, чтобы не затенять друг друга.
Огромное влияние на рост и развитие растений оказывает длина дня и ночи. В связи с этим выделяют следующие группы растений:
растения короткого дн я : для цветения им необходимо 8-12 часов света в сутки (хризантемы, рис, капуста, табак и др.);
растения длинного дня : растут, цветут и плодоносят при длине светового дня более 12 часов в сутки (глоксиния, сенполия, картофель, морковь и др.);
растения не требовательные к длине дня: их цветение наступает при любой длине дня, кроме очень короткой (томаты, виноград, флоксы, розы, бегония и др.)
растения чередования длинных и коротких дней : цветут только после смены коротких зимних дней длинными весенними днями (пеларгония) или же наоборот – цветут только зимой (цикламен, камелия).
Что же происходит с растениями при избытке или же недостатке освещения?
Недостаток света, что включает также недостаточную продолжительность светового дня, приводит к изменению окраски листьев – молодые листья становятся бледнее и мельче, чем обычно; пестроокрашенные листья теряют яркость и становятся зелеными; нижние листья желтеют, засыхают и опадают; междоузлия удлиняются; стебли становятся тонкими; цветение становится скудным или полностью отсутствует. В конечном результате растение погибает. Большему риску при недостатке света подвержены молодые растения. Взрослые растения некоторое время могут использовать запасы питательных веществ, накопленные в корнях.
Недолгий недостаток света можно компенсировать понижением температуры воздуха. Некоторые растения могут выдержать понижение температуры среды до 12-14 градусов по Цельсию.
Наиболее разумный вариант – это переставить растение в более светлое место или же организовать дополнительную подсветку.
При избытке света происходит частичное разрушение хлорофилла, что выражается в осветлении расцветки листьев (они становятся желто-зелеными). Также появляется ожог на листьях в виде коричневых и серых пятен. Рост растений замедляется, их междоузлия остаются маленькими, листья вырастают короткими и широкими, а в некоторых случаях последние скручиваются вдоль центральной жилки.
В этих случаях необходимо переставить растение в менее освещенное место. Нужно защитить растения от сухости, опрыскав теплой водой (25-30 0 С).
Приучать растения к сильному освещению, даже если они светолюбивы, следует постепенно. Особенно чувствительны к сильному освещению молодые растения, свежепосаженные черенки и проростки, которые необходимо выращивать при рассеянном свете. Также не следует опрыскивать растения, находящиеся на прямом солнечном свете, так как это может вызвать ожоги. В случае выращивания растений в почве, их поливают ранним утром или вечером во избежание преждевременного испарения воды.
Растения различают периоды относительного покоя и роста. Период относительного покоя приходится на осень-зиму, когда рост некоторых растений замедляется, а необходимость в солнечном свете снижается. В это время лучше поместить растения в более прохладные и затемненные помещения на 3-4 месяца. Период роста приходится на весну-лето, когда растение нуждается в большом количестве света. Несмотря на подобную сезонность, некоторые растения не прекращают своего роста и в холодный период года. Большинство из них начинают испытывать недостаток света, на что они незамедлительно реагируют.
В наших широтах самый короткий световой день равен 8 часам, а самый длинный более 16 часов. Поэтому в осенне-зимний период не обойтись без подсветки растений. Рационально было бы подсвечивать растения утром и вечером по 3 часа – до начала светового дня и после его окончания.
Какие же лампы наиболее подходящие для этой цели?
Лампы накаливания не совсем удачный вариант. У них малый коэффициент полезного действия, так как часть электроэнергии преобразуется в свет, а другая часть в тепло. Помимо того, эти лампы потребляют много электроэнергии и быстро перегорают. Их световой спектр не подходит для фотосинтеза из-за того, что в нем имеется много красных, оранжевых и инфракрасных лучей, которые только ускоряют вертикальный рост растений. Лампы накаливания вырабатывают много тепла, что может привести к ожогу листьев.
Люминесцентные лампы обладают высокой светоотдачей и низкой теплоотдачей, что позволяет поместить лампу близко к растению (от 15 см). Эти лампы обладают спектром дневного света, который является оптимальным для выращивания растений. Срок службы таких ламп дольше, чем ламп накаливания, и энергопотребление значительно ниже.
Натриевые газоразрядные лампы (ДНаТ) обладают оптимальными характеристиками для растений: у них высокая светоотдача, они известны большим сроком службы и не высокой ценой, но, тем не менее, их спектр излучения не является идеальным для растений.
Спектр светодиодных фитоламп наиболее подходящий для растений по спектру излучения, но пока остаются довольно дорогими.
При использовании подсветки растений следует помнить, что освещенность зависит от расстояния лампы от растения. Поэтому необходимо регулировать это расстояние в зависимости от мощности лампы. Появление ожогов говорит о слишком близком расположении лампы и, наоборот, вытянутые стебли, бледная расцветка листьев дают нам знать, что источник света расположен слишком далеко.
Обобщив все вышесказанное, приходим к некоторым выводам:
- Для нормального роста, развития, цветения, плодоношения растений им необходим свет, который играет решающую роль в процессе фотосинтеза;
- Не вся солнечная радиация является «полезной» для растений. Именно видимая область спектра (390-710 нм), а точнее красные и синие лучи поглощаются растениями, и их энергия помогает растению регулировать все жизненно важные процессы: образование хлорофилла, биосинтез белков и нуклеиновых кислот, газообмен, рост, цветение, плодоношение и др.
- Растения отличаются друг от друга в зависимости от дозы света, которая необходима для их развития. Здесь играет роль продолжительность светового дня, смена дня и ночи, времена года;
- Необходимо наблюдать за растениями, выявлять первые признаки недостатка или избытка света, незамедлительно реагировать, чтобы исправить сложившуюся ситуацию;
- Осенне-зимний период в наших широтах характеризуется коротким световым днем. В этот период необходимо увеличить длительность светового дня искусственно еще хотя бы на 6 часов, что достигается при помощи дополнительного освещения.
И последнее: растения очень чувствительны к перемене их расположения по отношению к свету. Поэтому старайтесь избегать частые перестановки. Единственное, что нужно для равномерного роста листьев растений – это периодическая ротация растения по отношению к источнику света (в случае одностороннего освещения).
Установлено, что биохимические реакции, протекающие в организме человека и животных, одинаковы. Дышат ли растения? В ходе многих экспериментов на этот вопрос ученые дали положительный ответ.
Кислород необходим для окисления органических веществ. При этом происходит высвобождение энергии, которая заключена в молекулах. Но если у человека есть рот, легкие, нос, через которые поступает кислород в организм, как дышат растения? Об этом далее в статье.
Общие сведения
В древние времена была лишена кислорода. Однако было довольно много. В процессе эволюции у растений выработалась способность к его поглощению. В результате энергия солнечного света преобразовывалась в а в атмосферу выделялся кислород, что дало жизнь другим организмам. Одним из первых экспериментов, в ходе которого было выяснено, как дышат растения, был опыт со свеклой и капустой. Сначала культуры выращивались на открытом воздухе. Затем половину из них поместили в камеру, где содержание кислорода было около 2.5%. Другая часть осталась на воздухе, в котором О 2 было
21%. Освещение и тех, и других осуществлялось круглосуточно. Предполагалось, что растения, помещенные в камеру, погибнут без кислорода. Однако спустя шесть дней их вес был значительно выше, чем у тех, которые остались на воздухе. Как дышат растения без кислорода? Об этом далее.
Как дышат растения на свету и в темноте?
Дело в том, что представители флоры способны очень эффективно использовать солнечную энергию. При наступлении темноты происходит в некотором роде "переключение" с одного источника на другой. Как дышат растения на свету и в темноте? При поступлении солнечной энергии происходит синтезирование органических веществ. При наступлении темноты происходит процесс окисления соединений. В последнем случае говорят о "темновом" дыхании, а в первом - о "световом". Способность к такому переключению позволяет экономить внутренние энергетические резервы. Но представители флоры дышат и на свету, однако этот процесс не приносит им пользы. Поглощая углекислый газ. Он является основной их пищей. В связи с этим рост несколько замедляется. Есть, однако, и такие представители флоры, которым свет не мешает развиваться. Светового дыхания, например, нет у и кукурузы.
Причины развития светового дыхания
Началом, как предполагают ученые, стал симбиоз фотосинтезирующих примитивных организмов с нефотосинтезирующими. Под симбиозом понимают взаимное участие в процессах, которое полезно обеим сторонам. Жившие в воде маленькие фотосинтетики поглощали из окружающей среды углекислый газ, выделяя при этом кислород. Если бы дышащих, поглощающих О 2 организмов в среде не было, то для фотосинтетиков создались бы невыносимые условия. Но в процессе эволюции выжили и те представители органического мира, которые были чем-то полезны и для нефотосинтетиков.
Одним из соединений, которое образуется при фотосинтезе, является гликолевая кислота. Это вещество выделяется и некоторыми современными водорослями. В результате нефотосинтетики получали от фотосинтетиков гликолевую кислоту. Это, в свою очередь, способствовало усилению потребления кислорода для окисления соединения.
Вывод
Гликолевая кислота - это то самое вещество, которое в процессе нескольких биохимических реакций окисляется и образует углекислый газ.
Соответственно, можно сделать вывод, что чем больше в воздухе кислорода, тем больше формируется гликолевой кислоты. Это обеспечивает большую интенсивность светового дыхания. В результате в среду выделяется большее количество углекислого газа. Ученые предполагают, что по аналогичному принципу вырабатывалась у растений и способность к регулированию светового дыхания в соответствии с уровнем углекислого газа в воздухе. Организмы не только поглощали из окружающей среды кислород, губительный для фотосинтетиков, но и выделяли углекислый газ, который им был необходим.
Эксперименты
Можно посмотреть на практике, как дышат растения. 6 класс школьной программы по биологии очень подробно освещает этот вопрос. Для наблюдения за процессом можно взять лист комнатного цветка. Кроме того, потребуется лупа, прозрачная емкость, наполненная водой, коктейльная трубочка. Опыт, доказывающий, что растения дышат, позволяет не только понять ход процесса, но и образца в кислороде. На срезе листа можно увидеть небольшие отверстия. Часть образца погружается в воду, при этом отмечается выделение пузырьков. Есть еще один способ посмотреть, как дышат растения. Для этого следует взять бутылку, налить в нее воды, оставив незаполненной примерно на два-три сантиметра. Лист на длинном стебельке вставляется так, чтобы его кончик погрузился в жидкость. Отверстие бутылки плотно замазывают пластилином (вместо пробки). В нем делается отверстие для соломинки, которую вставляют так, чтобы она не касалась воды. Через соломинку следует отсосать из бутылки воздух. Из стебля, погруженного в воду, начнут выделяться пузырьки.
Может происходить благодаря совершенно разным, подходящим для данных условий обитания системам. Это могут быть устьица и чечевички – специальные органы, способные получать и усваивать кислород напрямую из окружающего воздуха и служащие для газообмена между всеми органами и окружающей средой. Дышат растения и корнями, поглощающая жизненно необходимый газ в условиях заболоченной местности. У большелистных растений, а также у тропических видов в процессе поглощения газа участвует вся живая поверхность сразу, всеми частями и те растения, которые растут в воде.
Процесс дыхания
Известно, что в процессе самого дыхания образуются два главных вещества: углекислый газ, выпускаемый в атмосферу, и обыкновенная вода, аккумулируемая самим растением. Вся энергия, сопровождающая подобную реакцию распада органических составляющих на более простые, идет на становление и поддержание нормального уровня жизнедеятельности растения, дальнейший рост и активное развитие его ветвей, корней и плодов.
Не стоит путать дыхание и сложный процесс фотосинтеза. Эти явления абсолютно противоположны. Если первый проходит с непосредственным поглощением кислорода всеми имеющимися элементами растения и активным выделением энергии и углекислого газа, то второй скорее наоборот использует энергию солнца, газ и воду для создания особо сложных веществ, таких как, например, сахар и газ кислород.
Особенности дыхательного процесса
В почве растения дышат корнями, при этом выделяется не газ, а углекислота. Любопытно, что луковичные растения ведут более активный процесс поглощения кислорода, чем растения с корнями, однако это вовсе не значит, что, к примеру, декоративные комнатные луковичные растения поглотят весь кислород в комнате. Они не только дышат, но и «выдыхают».
Сама интенсивность дыхания живых растений конечно же не сравнима с дыханием и напрямую зависит от возраста и текущей потребности. Так особенно молодым, быстро побегам для роста всех клеток и дальнейшего образования цветов кислорода требуется, безусловно, больше, нежели отцветшим и пожелтевшим растениям, готовящимся уйти в своеобразную зимнюю спячку, замедлив все биологические процессы. Важно отметить, что дыхание цветов гораздо интенсивнее, нежели дыхание листьев того же растения, которые, в свою очередь, более активны в этом процессе по сравнению с обычными стеблями и плодами.
Опытным путем доказано, что дыхание напрямую зависит от уровня сложившихся температур и усиливается с ростом столбика термометра. Свет также способствует увеличению уровня углеводов, тех соединений, которые становятся активными участниками системы поглощения кислорода. Высшие растения наделены особой способностью бескислородного, анаэробного процесса, происходящего с задействованием всего внутреннего потенциала живого существа, с использованием реакций распада органических соединений.
Что «делают» растения ночью? На этот вопрос так и хочется ответить: «Отдыхают». Ведь, казалось бы, вся «активная жизнь» растения происходит днем. В дневные часы цветы раскрываются и опыляются насекомыми, развертываются листья, молодые стебли растут и тянут свои верхушки к солнцу. Именно в течение светлого времени суток растения используют солнечную энергию для того, чтобы преобразовывать углекислый газ, поглощаемый ими из атмосферного воздуха, в сахар.
Однако растение не только синтезирует органические вещества – оно их и использует в процессе дыхания, снова окисляя до углекислого газа и поглощая при этом кислород. Но количество кислорода, необходимого растениям для дыхания, примерно в 30 раз меньше того, что выделяется ими в процессе фотосинтеза. Ночью, в темноте, фотосинтез не происходит, но и в это время растения потребляют так мало кислорода, что это нисколько не сказывается на нас с вами. Поэтому старая традиция выносить растения из комнаты больного на ночь совершенно не обоснованна.
А еще есть ряд видов растений, которые потребляют углекислый газ именно ночью. Поскольку энергии солнечного света, необходимой для полного восстановления углерода, в это время нет, сахар, конечно, не образуется. Но поглощенная из воздуха углекислота сохраняется в составе яблочной или аспарагиновой кислот, которые потом, уже на свету, вновь разлагаются, высвобождая СО 2 . Именно эти молекулы углекислого газа включаются в цикл основных реакций фотосинтеза – так называемый цикл Кальвина. У большинства же растений этот цикл начинается с захвата молекулы СО 2 непосредственно из воздуха. Такой «простой» способ носит название С 3 -пути фотосинтеза, а если углекислый газ предварительно запасается в яблочной кислоте – это С 4 -путь.
Казалось бы, зачем нужны дополнительные сложности? В первую очередь для того, чтобы экономить воду. Ведь поглощать углекислоту растение может только через открытые устьица, через которые происходит и испарение воды. И днем, в жару, воды через устьица теряется намного больше, чем ночью. А у С 4 -растений устьица днем закрыты, и вода не испаряется. Газообмен же эти растения осуществляют в прохладные ночные часы. Кроме того, С 4 -путь в целом более эффективен, он позволяет синтезировать большее количество органических веществ в единицу времени. Но только в условиях хорошей освещенности и при достаточно высокой температуре воздуха.
Так что С 4 -фотосинтез свойствен «южанам» – растениям из жарких областей. Он присущ большинству кактусов, некоторым другим суккулентам, ряду бромелиевых – например всем хорошо известному ананасу (Ananas comosus ), сахарному тростнику и кукурузе.
Интересно, что еще в 1813 г., задолго до того, как стали известны биохимические реакции, лежащие в основе фотосинтеза, исследователь Бенджамин Хейн написал в Линнеевское научное общество о том, что листья ряда суккулентных растений имеют особенно острый вкус по утрам, а затем, к середине дня, их вкус становится более мягким.
Способность использовать связанный в органических кислотах СО 2 обусловлена генетически, но реализация этой программы находится и под контролем внешней среды. При сильном дожде, когда угрозы высыхания нет, а освещенность невысока, С 4 -растения могут открывают свои устьица днем и переходить на обычный С 3 -путь.
А что еще может происходить с растениями по ночам?
Некоторые виды приспособились привлекать своих опылителей именно в ночные часы. Для этого они используют разные средства: и усиливающийся к ночи запах, и приятный и заметный для глаза ночных опылителей цвет – белый или желтовато-бежевый. На такие цветы летят ночные бабочки. Именно они опыляют цветы жасмина (Jasminum ), гардении (Gardenia ), лунных цветов (Ipomea alba ), вечерницы, или ночной фиалки (Hesperis ), любки двулистной (Platanthera bifolia ), лилии кудреватой (Lilium martagon ) и ряда других растений.
А есть растения (их называют хироптерофильными), которые опыляются в ночные часы летучими мышами. Больше всего таких растений в тропиках Азии, Америки и Австралии, меньше в – Африке. Это бананы, агавы, боабабы, некоторые представители семейств миртовых, бобовых, бегониевых, геснериевых, синюховых.
Цветки хироптерофильных растений раскрываются только с наступлением сумерек и не отличаются яркостью окраски – как правило, они зеленовато-желтые, коричневые или фиолетовые. Запах у таких цветков весьма специфический, часто неприятный для нас, но, наверное, привлекательный для летучих мышей. Кроме того, цветки хироптерофильных растений обычно крупные, с прочным околоцветником и снабжены «посадочными площадками» для своих опылителей. В качестве таких площадок могут выступать толстые цветоножки и цветоносы или безлистные участки ветвей, примыкающих к цветкам.
Некоторые хироптерофильные растения даже «разговаривают» со своими опылителями, привлекая их. Когда цветок лианы Mucuna holtonii , принадлежащей к семейству бобовых и произрастающей в тропических лесах Центральной Америки, становится готовым к опылению, один из его лепестков приобретает специфическую вогнутую форму. Этот вогнутый лепесток концентрирует и отражает сигнал, издаваемый летучими мышами, отправившимися на поиски корма, и таким образом сообщает им о своем местонахождении.
Но не только рукокрылые млекопитающие опыляют цветы. В тропиках известно более 40 видов зверьков из других отрядов, активно участвующих в опылении около 25 видов растений. У многих из этих растений, как и у тех, которые опыляются летучими мышами, цветки крупные и прочные, часто неприятно пахнущие и образующие большое количество пыльцы и нектара. Обычно число цветков на таких растениях или в их соцветиях невелико, цветки располагаются низко над землей и раскрываются только к ночи, чтобы обеспечить максимальное удобство ночным зверюшкам.
Ночная жизнь цветов не ограничивается привлечением опылителей. Целый ряд растений закрывает лепестки на ночь, но при этом внутри цветка остаются ночевать насекомые. Наиболее известным примером подобной «гостиницы» для насекомых, является амазонская лилия (Victoria amasonica ). Впервые европейцы увидели ее в 1801 г., а подробное описание растения было сделано в 1837 г. английским ботаником Шомбургом. Ученый был просто потрясен и его гигантскими листьями, и чудесными цветами и назвал цветок «Нимфея Виктория», в честь английской королевы Виктории.
Семена виктории амазонской впервые были присланы в Европу в 1827 г., но тогда они не проросли. В 1846 г. семена отправили в Европу снова, на этот раз в бутыли с водой. И они не только отлично перенесли дорогу, но и развились в полноценные растения, которые через 3 года зацвели. Произошло это в ботаническом саду «Кью» в Англии. Весть о том, что виктория должна зацвести, быстро распространилась не только среди служащих ботанического сада, но и среди художников и репортеров. В оранжерее собралась огромная толпа. Все с нетерпением следили за часами, ожидая раскрытия цветка. В 5 часов вечера еще закрытый бутон поднялся над водой, его чашелистики раскрылись и появились снежно-белые лепестки. По оранжерее распространился замечательный запах зрелого ананаса. Через несколько часов цветок закрылся и опустился под воду. Снова он появился только в 7 часов вечера следующего дня. Но, к удивлению всех присутствующих, лепестки чудо-цветка были уже не белые, а ярко-розовые. Вскоре они стали опадать, при этом их окраска становилась все более и более интенсивной. После полного опадения лепестков началось активное движение тычинок, которое, по свидетельству присутствующих, даже было слышно.
Но кроме необыкновенной красоты у цветков виктории есть еще удивительные особенности, связанные с привлечением насекомых. В первый день температура в белом цветке виктории повышается по сравнению с окружающим воздухом примерно на 11°С, и к вечеру, с наступлением прохлады, в этом «тепленьком местечке» скапливается большое количество насекомых. Кроме того, на плодолистиках цветка образуются особые пищевые тельца, также привлекающие опылителей. Когда цветок закрывается и опускается под воду, вместе с ним опускаются и насекомые. Там они проводят ночь и весь следующий день, – до тех пор, пока цветок снова не поднимется на поверхность. Только теперь он уже холодный и не ароматный, и насекомые, нагруженный пыльцой, летят в поисках новых теплых и ароматных белых цветов, чтобы опылись их, а заодно и переночевать в следующей теплой и безопасной «гостинице».
Еще один, пожалуй, не менее красивый цветок также предоставляет своим опылителям ночные квартиры – это лотос. Есть два вида лотоса. В Старом Свете растет лотос орехоносный с розовыми, а в Америке – лотос американский с желтыми цветками. Лотос способен поддерживать внутри своих цветков относительно постоянную температуру – значительно более высокую, чем температура окружающего воздуха. Даже если снаружи всего +10°С, внутри цветка – +30...+35°С! Цветки лотоса разогреваются за 1–2 дня до раскрытия, и постоянная температура поддерживается в них в течение 2–4 дней. За это время созревают пыльники, а рыльце пестика становится способным воспринимать пыльцу.
Опыляют лотос жуки и пчелы, для активного полета которых нужна температура как раз около 30°С. Если насекомые оказываются в цветке после его закрытия и проводят ночь в тепле и уюте, активно передвигаясь и покрываясь пыльцой, то утром, когда цветок раскроется, они сразу же способны лететь на другие цветки. Таким образом «постояльцы» лотоса получают преимущество перед оцепеневшими насекомыми, проведшими ночь на холоде. Так тепло цветка, переданное насекомому, способствует процветанию популяции лотоса.
Многие представители семейства ароидных, такие как гигантский аморфофаллус (Amorphophallus titanus ), всем хорошо известная монстера и филодендроны имеют черешки цветков, которые продуцируют тепло в ночные часы, усиливая запах и помогая насекомым-опылителям с максимальными удобствами провести ночь. Малоприятный запах аморфофаллуса привлекает, например, массу жуков, которые находят среди лепестков гигантского соцветия и теплую квартиру, и еду, и брачных партнеров. Еще одно интересное растение из семейства ароидных – Typophonium brownii – мимикрирует под кучки помета животных, привлекая к себе навозных жуков, которых «отлавливает» на ночь и заставляет переносить на себе свою пыльцу.
Продолжателей оказалось много. Они повторяли опыты Пристли, ставили свои и снова убеждались в способности растений очищать воздух.
Но вскоре ученые обнаружили еще одну особенность. Оказывается, растение очищает воздух днем, в присутствии солнечного света. Ночью оно прекращает эту работу.
Заметили, что на ночь не следует приносить в комнату много цветов. Будет тяжело дышать, потому что ночью растение забирает чистый воздух, или, как теперь говорят, поглощает кислород.
Тут мы должны будем немного задержаться. Нельзя продолжать рассказ о раскрытии тайн зеленого растения, не сказав о воздухе, в котором живет растение.
Еще в младших классах школы вам рассказывали о воздухе. Вы знаете, что это смесь газов: азота, кислорода, углекислого газа и некоторых других. Мы их не видим, потому что они бесцветны. Они не имеют ни запаха, ни вкуса. Но для науки это не было препятствием. Ученые изучили состав воздуха и даже вычислили, сколько какого газа в нем содержится. Больше всего в воздухе оказалось азота.
Ученые исследовали воздух, вдыхаемый живыми существами, и воздух выдыхаемый. И что же обнаружилось? Азота выдыхают столько же, сколько вдыхают. Следовательно, азот воздуха не используется организмом.
А вот кислорода в выдыхаемом воздухе почти нет. Вместо него появляется другой газ - углекислый.
Возьмите немного известковой воды и через стеклянную трубку подышите в воду - она замутится. Отчего это?
Так действует на известковую воду углекислый газ, который вы выдохнули.
Все живые существа выдыхают углекислый газ. А растения? Как дышат они? И дышат ли вообще?
Конечно, у растений нет особых органов дыхания - легких, как у нас с вами. Но ведь и человек дышит не только легкими, а еще и кожей.
Дыхание растения похоже на наше кожное.
Воздух входит в него и выходит обратно через маленькие отверстия в листьях. Их можно увидеть под микроскопом. Они называются устьицами.
Интересной способностью обладают эти устьица: они то широко раскрываются, то делаются узенькими щелочками, а иной раз и совсем закрываются. Через них-то и проникает воздух в растения; через них же из растения испаряется влага.
Растение, так же как и человек, использует для дыхания только кислород, а выдыхает углекислый газ.
Эти маленькие отверстия в листе - устьица - видны под микроскопом.
Вы можете проверить это. Проделайте такой опыт. Достаньте несколько листьев примулы и опустите черешками в воду.
Рядом с листьями поставьте немного известковой воды в стакане. Теперь закройте все это большой банкой и поставьте в темное место. Через некоторое время загляните в стакан с известковой водой - она замутилась.
Приготовьте в другом стакане еще немного известковой воды и опять, как в прошлый раз, через трубку подышите в нее. Она тоже замутится.
И вы и листья примулы выдохнули углекислый газ, поэтому известковая вода замутилась.
Но почему надо было ставить листья в темное место? Разве на свету листья бы не дышали? Нет, не в том дело.
На свету листья тоже дышат, но одновременно они выполняют другую работу, которая как бы заслоняет, не дает увидеть процесс дыхания.
