Комахоїдні рослини (використовуються також терміни хижі рослини та м'ясоїдні рослини) - збірна назва близько 630 видів рослин з 19 сімейств. які пристосувалися до лову і перетравлювання невеликих тварин, в основному комах. Таким чином, вони доповнюють свій нормальний автотрофне харчування (фотосинтез) однієї з форм гетеротрофного харчування. В результаті комахоїдні рослини менш залежать від ґрунтового неорганічного азоту, необхідного для синтезу їх власних білків.
Комахоїдні - переважно багаторічні трав'янисті рослини, що зустрічаються у всіх частинах світу. На території СНД зустрічаються 18 видів з чотирьох родів, що належать до двох родин, росянкових і пухирчатка.
Вважається, що справжні комахоїдні рослини еволюціонували незалежно один від одного в п'яти різних групах квіткових рослин.
Історичні відомості і вивчення
Комахоїдні рослини стали відомі в XVIII столітті. Перше точне ботанічний опис венериної мухоловки було зроблено англійським натуралістом Джоном Еллісом в листі до Карла Линнею в 1769 році. У цьому листі Елліс вперше припустив, що спіймані комахи служать їжею для рослин.
У 1782 році німецький лікар А. В. Рот описав своєрідні руху, скоєних листям росички для лову комах, і розвинув думку Елліса, що спіймані безхребетні є джерелом їжі для таких рослин.
Meal worm in Venus fly trap.jpg
У 1791 році У. Бартрам в книзі про свої подорожі по штатах Північної Америки описав рослини роду Sarracenia, що мали листя-глечики для лову комах. Він же вперше вжив термін «м'ясоїдні рослини».
На початку XIX століття був описаний ряд нових родів і видів, що відносяться до цієї групи рослин. Так, Котлас в 1835 році описав явище комахоїдних рослин роду Непентес (Nepenthes).
Незабаром з'явилися роботи, присвячені глибокому вивченню особливостей подібних рослин. У 1861 році Оже де Ляссе описав чутливість до дотиків і рухи листя рослин роду Альдрованда (Aldrovanda). У 1868 році американський учений Вільям Кенбі [es] вперше вказав на травні властивості соку, що виділяється залозами на листках венериної мухоловки.
Наступним етапом у вивченні комахоїдних рослин стала дослідницька робота Чарльза Дарвіна, розпочата з спостережень за росичка в 1860 році. Тогдаже Дарвін поставив рядлабораторних дослідів, які переросли в дослідження. Він вивчав «смаки» рослин і становив «меню». Дарвіна привернула здатність рослин перетравлювати їжу, їх хапальні рухи, висока чутливість до дотиків - тобто властивості, схожі з такими у тварин. Згодом ці досліди стали серйозною науковою роботою, яка ввібрала в себе безліч унікальних спостережень і сміливих, але розумних висновків.
Ця робота так захопила Дарвіна, що в листі до Лайелю він пише:
В даний час Drosera цікавить мене більше, ніж походження всіх видів на світлі.
Робота Чарльза Дарвіна стала переломним пунктом у дослідженнях комахоїдних рослин. Як пише К. Загибель (1893),
<…> навряд чи який-небудь інший відділ ботаніки в новітній час привертав до себе увагу більш широких кіл, ніж так звані комахоїдні рослини. Причиною цього була особливо велика робота Дарвіна, що дала поштовх до появи численних інших робіт.
Однак ця робота не відразу знайшла визнання серед вчених свого часу і піддалася жорстокій критиці, в більшості випадків через їх принципових розбіжностей з новою еволюційною теорією Дарвіна. Директор Харківського ботанічного саду Ригель (1879) висловив думку, що твердження Дарвіна про існування в природі комахоїдних рослин належить до числа теорій,
Над якими всякий розсудлива ботанік і натураліст просто сміявся б, якби воно не виходило від прославленого Дарвіна. Ми сподіваємося, що холодний розум (der kuhle Verstand) і грунтовне спостереження наших німецьких дослідників скоро закинуть цю теорію, подібно теоріям первинного зародження, партеногенезу, чергування поколінь і т. П. В ящик наукового мотлоху, який самі колишні послідовники таких теорій менше всіх захочуть коли-небудь відкрити.
Однак до сих пір фундаментальна праця Дарвіна є найбільшим внеском у вивчення комахоїдних рослин.
Дані про еволюцію комахоїдних рослин украй мізерні через малого числа викопних останків останніх. Скам'янілостей, велика частина яких представлена насінням або пилком, знайдено недостатньо. Більшість представників комахоїдних, будучи трав'янистими рослинами, позбавлені щільних структур, таких як кора або деревина, і самі ловчі освіти, ймовірно, не збереглися у вигляді скам'янілостей.
Комахоїдні - переважно багаторічні трав'янисті рослини, але також зустрічаються напівчагарники і невеликі чагарники.
Найбільше відоме комахоїдна рослина - библи гігантський (Byblis gigantea), невеликий (до півметра) чагарник з сімейства ібісових, що росте в Австралії. Ловить не тільки комах, але також равликів і навіть жаб і ящірок. Непентес - тропічні ліани з здеревілим стеблом, виростають до чотирьох метрів в довжину (Непентес крилатий).
Живуть переважно на заболочених лугах і болотах, у воді прісних водойм. Один з видів росянок - руссоіст (Drosophyllum), напівчагарник висотою до 30 сантиметрів, що росте в Північній Африці і на Піренейському півострові, живе не на болотах, а на сухих пісках. Місцеві селяни здавна використовують цю рослину замість липкого паперу від мух, розвішуючи його всередині будинків.
Використовують тварин як додаткове джерело фосфору, калію та інших елементів. Комах ловлять за допомогою видозмінених листя - ловчих органів. Приваблюють комах забарвленням, запахом або солодкими виділеннями. На поверхні листя є залози, що виділяють травні ферменти: пепсин і органічні кислоти (мурашину, бензойну та інші), які перетравлюють спійману жертву, розщеплюючи тваринні білки. Утворені в результаті такого позаклітинного травлення продукти, в основному амінокислоти, всмоктуються і засвоюються.
Коренева система у наземних комахоїдних рослин розвинена слабо, у водних зазвичай скорочена. Однак всі подібні рослини можуть існувати за рахунок речовин, вбирає з грунту або води. Додаткове харчування тваринною їжею прискорює розвиток рослин, сприяє їх переходу до цвітіння і плодоношення.
Як це працює
Комаха, притягнуте солодким ароматом нектару, який виділяють спеціальні залози на перистома і внутрішній стороні кришечки, нічого не підозрюючи, сідає на ловчий глечик непентеса, який, до її нещастя, увінчаний рядом пластинок, схожих на леза ковзанів, покритих воском, і зісковзує всередину глечика . Стінки внутрішньої сторони глечика покриті мікроскопічними восковими пластинами, які не дозволяють комахою вибратися назовні. У таких випадках не допомагають ні чіпкі кігтики, ні липкі подушечки на лапках, які забиваються воском і ковзають. Всередині глечика знаходиться рідина, при попаданні в яку комаха, намагаючись вибратися, махає крилами і лапками, тим самим захоплюючи себе ще глибше на дно. Рідина складається з двох шарів. Верхній шар - це дощова вода, нижній - коктейль з травних ферментів, які виділяють спеціальні залози на дні глечика. Ці ферменти досить сильні, щоб проникнути крізь хітиновий покрив комахи і розчинити його нутрощі, витягуючи корисні для рослини поживні речовини.
Комахоїдні рослини зустрічаються у всіх екосистемах, де можуть виростати квіткові рослини - від Арктики до тропіків і від рівня моря до альпійського пояса гір. Вони відомі на всіх населених континентах, з переважним поширенням в областях з теплим, помірним і тропічним кліматом.
На терріторііУкаіни в дикому вигляді ростуть такі комахоїдні рослини:
Два види роду росичка (Drosera), що ростуть на торф'яних (зазвичай сфагнових) болотах, - росичка круглолиста, або звичайна (Drosera rotundifolia) і Росянка англійська, або довголиста (Drosera anglica).
Альдрованда пухирчаста (Aldrovanda vesiculosa). Водна рослина, зустрічається в центральних районах європейської частини, на Кавказі і Далекому Сході.
Чотири види роду Пухирчатка (Utricularia). Зустрічаються практично по всій країні (за винятком районів Крайньої Півночі) в канавах, болотах, по мілководним місцях ставків і озер.
Шість видів роду Жірянка (Pinguicula). Зустрічаються по берегах струмків, на сфагнових болотах, деякі як епіфіти на мохах і деревах.
Механізми і типи пасток
Все комахоїдні рослини можна умовно розділити на дві групи за механізмом лову [8]:
активно ловлять - з активно рухаються органами для лову комах (росичка, мухоловка);
зі слизовими і клейкими виділеннями на листках, які ловлять комах (росяній (Drosophyllum), жірянка (Pinguicula));
з пастками - глеками, бульбашками і тому подібним (пухирчатка, непентес, генлісія, сарраценія).
Рослини використовують п'ять основних типів пасток для лову видобутку [8]:
ловчі листя у формі глечиків;
листя, які замикаються в вигляді капканів;
пастка типу крабової клешні. Тип пастки не залежить від приналежності рослини до певного сімейства.
Хоча непентес є підступними ворогами комах, все ж з деякими з них існує міцна симбіотичний зв'язок, що приносить чималу користь обом. Мурашки виду Polyrhachis pruinosa мають унікальну здатність спускатися всередину глечика без загрози для життя і вибиратися назовні. Навіть потрапивши в рідину, вони демонструють майстерне майстерність плавця і з легкістю вибираються на внутрішні стінки глечика. Далі їм доводиться зіткнутися з ще однією перешкодою - поруч загострених всередину пластин перистома. Не кожен мураха може подолати їх з першої спроби, зриваючись вниз. Часом такі спроби вибратися мурахи роблять по кілька разів. Взаємовідносини комахи і рослини полягають в тому, що ці мурахи витягують померлих комах з глечика, запобігаючи засмічення, і не дозволяючи процесів гниття завдати шкоди рослині. Витягнуті комахи йдуть на корм личинкам мурах, які мають потребу в протеїні. Самі ж мурахи харчуються нектаром, який служить приманкою для одних комах і солодким заохоченням для мурах цього виду.
Ці взаємини ще не повністю вивчені, але вчені припускають, що комахи отримують від рослини житло, харчування або захист, а рослина в свою чергу отримує прискорене руйнування захопленої видобутку і передачу азоту рослині шляхом виділення іонів амонію, а також підтримку в нормі рівня шкідливих бактеріальних популяцій . Існує також дивовижний факт симбіозу тварин і непентеса, говорити про який припадає з часткою іронії. Справа в тому, що вчені з канадського університету під час експедиції на острові Борнео виявили, що гірська, тупа, дрібний звірок схожий на білку, під час годування нектаром використовує глечики одного з видів непентеса (N. lowii) як біотуалет. Відстань від отвору чаші до вищерозташованих залоз, що виділяють нектар, в точності відповідає довжині тіла гірської тупий, а діаметр отвору добре поєднується з габаритами самого звірка. Помітивши це, вони встановили приховані камери і зафіксували даний науковий факт. Рослина отримує відсутній азот, необхідний для росту, а тупа нектар. Таким чином, тварини, комахи і непентеса витягають величезну користь з цих взаємин.
Комахоїдні рослини / С. С. Морщихина // Велика радянська енциклопедія. в 30 т. / гл. ред. А. М. Прохоров. - 3-е изд. - М. Радянська енциклопедія, 1974. - Т. 17. Мокшін - Никиш. - 616 с.
Бекетов А. Н. Комахоїдні або м'ясоїди рослини // Енциклопедичний словник Брокгауза і Ефрона: В 86 томах (82 т. І 4 доп.). - Харків. 1890-1907.
Михайло Лаяла - Хижі рослини острова Борнео