100 великих загадок природы - Непомнящий Николай Николаевич - Страница 45

Иное дело — насекомые. Это прирожденные «парфюмеры»: они улавливают малейшие дозы ароматических веществ — перед их чутьем пасуют приборы. Вот почему им понятны любые химические «вскрики» растений. «Шорох и шепот» запахов для них что громовые удары.

Однако современная техника, хоть и проигрывает по сравнению с обонянием инсектов, позволяет «подслушать» довольно громкие разговоры растений и даже изучить их лексикон. Так, растения, атакованные вредителями, не просто вопиют: «Беда! У меня беда!», но и докладывают, какой именно за враг на них напал. Для каждого вредителя у них свой букет запахов. Так, опыты с хлопчатником показали, что он выделяет одни вещества, когда его поедает долгоносик, и совсем другие, когда на него нападет точильщик. Хищные насекомые знакомы с этим словарем и потому спешат на помощь, когда на листьях растения появляется их излюбленная добыча.

Кукуруза подмечает даже, какого возраста личинки, пожирающие ее листья. Чем они моложе, тем больше ароматических веществ выделяет растение. Вот как ученые объясняют эту тактику. Старые личинки скоро окуклятся и перестанут причинять вред. Когда мотыльки вырастут, они и вовсе будут питаться лишь нектаром и пыльцой. А вот маленьким гусеницам надо набираться сил; им только дай волю… От этих «молодых хулиганов» растение спешно ищет защиты.

Итак, растение знает, кого звать на помощь. Враг его врага — ему друг, но не всегда растение расплачивается со своими помощниками, скармливая им напавших на него насекомых. Бывают комбинации и похитрее.

У некоторых видов акаций рядом с цветками появляются дополнительные нектарники. Они нужны вовсе не для опыления — они привлекают муравьев. Эта «армия», сбежавшись на сладенькое, заодно отпугнет и вредителей. В кустах акации муравьям «готов и стол, и дом». В полых ветвях и шипах им есть где пожить и спрятаться от птиц. Если нектара им мало, на листьях акации они найдут плотные узелки, богатые белками. Эти «молочные реки, кисельные берега» муравьи будут защищать от любых насекомых, а значит, уберегут листву акации. Бравые охранники помешают даже усикам вьющихся растений вцепиться в ствол приютившего их куста.

Летом, в ту пору, когда насекомые-вредители лютуют, нектарники выделяют особенно много нектара, чтобы привлечь побольше муравьев. В другие сезоны, когда угроза меньше, акация ведет себя экономнее.

Точно так же поступают ядовитые растения. Содержание яда в их листьях повышается, когда насекомые начинают их поедать. Так, у табака в считанные часы увеличивается содержание никотина. Через пять-десять дней его уже в четыре раза больше, чем было до появления вредителей: это — смертельная доза для насекомого, не готового к такой атаке.

А вот гусеницы табачного червя без труда переваривают растения, содержащие никотин. Их организм либо обезвреживает яд, либо выводит его прочь. Кстати, по этой причине почти все инсектициды можно применять лишь пару лет, а потом насекомые привыкают к ним и начинают беспрепятственно размножаться.

Впрочем, на какие бы уловки ни шли насекомые, растения пока сильнее. Если бы было наоборот, то Земля напоминала бы выжженную пустыню. Сейчас же она вся покрыта зеленым ковром трав и зеленым шатром деревьев. И те и другие умеют постоять за себя.

Итак, растения болтливы как сороки: они умеют оповестить мир о своей беде. Раз в их тканях нет силы, они найдут себе защитников.

Нам тоже есть чему поучиться у растений. Если мы разучим команды, которыми растения загоняют к себе «на работу» хищных насекомых, то сумеем перехитрить вредителей. Зачем опылять грядки и сады химикатами, если можно позвать «хищников»? Это и эффективно, и для нас безвредно.

«Вот так мы, может быть, выиграем битву с вредными насекомыми», — говорит Марсель Дикке, долго занимавшийся проблемой общения растений. По его мнению, с помощью селекции или генетических манипуляций можно повысить стойкость многих культурных растений — этих неженок, изводимых вредителями. Нам надо научить их тому, что они позабыли и что умеют дикие формы растений, — самостоятельно защищать себя от вредителей. Когда они этому научатся, наступит новая arpo-эра, в которой не будет место пестицидам.

ПРИРОДНЫЕ НАСОСЫ

Деревья — это гиганты, возвышающиеся над такими карликами, как мы. Для дерева его высота часто означает ключ к успеху, поскольку высокое дерево вырывается из тени, падающей от соседей, и получает прямой доступ к солнечному свету. Но через несколько десятилетий непрерывного роста деревья останавливаются. Почему же, захотели узнать биологи и экологи, деревья, достигнув некой высоты, не стремятся стать выше?

Вопрос роста деревьев — не просто академический. Мы выбрасываем в атмосферу миллиарды тонн двуокиси углерода и не можем предсказать, как на это отреагирует Земля и организмы, ее покрывающие. Одним из главных неведомых вопросов здесь является такой: как избыточный углекислый газ (основной ингредиент фотосинтеза) повлияет на рост растений? Будет ли газ стимулировать их рост, и станут ли растения поглощать больше газа — возможно, столько, чтобы свести на нет глобальное потепление? Ответом на эти вопросы может стать то, насколько высоко деревья способны расти.

При фотосинтезе дерево использует энергию солнца, бьющего своими лучами по листьям, чтобы соединить воду, углекислый газ и минеральные вещества и обратить их в углеводы. Вода также нужна для переноса питательных веществ, терморегуляции и поддержки тканей в здоровом состоянии. Эта драгоценная жидкость впитывается корнями дерева и затем препровождается к стволу и веткам через систему узких трубочек.

Каждый лист покрыт крошечными порами, через которые лекислый газ входит, а вода испаряется. Молекулы воды притягиваются друг к другу, и, когда часть воды испаряется с листа оставшийся запас «подтягивает» влагу снизу. Таким образом, создается сила, тянущая вверх. За счет нее вода и проходит весь путь от земли до листа. Когда влага входит в лист, а с него уходит воздух, в трубочках растет давление, заставляющее корни втягивать больше воды из земли.

Хотя одна пора может оказать лишь крошечное влияние на состояние воды внутри дерева, все поры на всех листьях в совокупности создают гигантскую силу, которая способна перемещать сотни литров воды вверх по дереву. И самое интересное, что дерево не прикладывает ни малейших усилий к тому, чтобы эта гидравлическая система действовала: испарение (вызванное солнечной энергией) само делает всю работу.

Но этот изумительный инженерный подвиг не свободен от риска. Чем суше воздух, тем с большей силой вода испаряется из пор листьев. В то время как испарение тянет столб воды вверх, сцепление между молекулами отвечает сопротивлением, заставляя воду растягиваться, как резинка. Если сила, вытягивающая воду из дерева, значительна, то столб может лопнуть, как та же резинка. В результате — разрыв, принимающий форму пузыря.

Хотя ботаники мало знают об этом пузыре (сложно изучать что-либо внутри дерева), они совершенно уверены, что для дерева он является проблемой. До тех пор, пока разрыв не заделан, дерево не может прокачивать воду и втягивать ее корнями. Ученые исследуют этот процесс, но до конца его еще не понимают.

Биологи Барбара Бонд из университета штата Орегон и Майкл Райан из Лесной службы США, изучающие эту проблему, считают, что деревья развили приспособление, которое не дает столбу воды разорваться. Когда натяжение, которое создается при испарении, превышает некий предел, часть пор на листьях просто закрывается, и тем самым сила испарения уменьшается.

Риск разрыва сильнее у больших деревьев, чем у маленьких, по словам Бонда и Райан, потому что столбы в больших деревьях длиннее и таким образом в них и «гидравлическое сопротивление» выше (по физическим законам, сопротивление растет с увеличением длины). Это сопротивление плюс большая гравитация, действующие на воду внутри дерева, заставляют его применять огромные силы для вытягивания воды из земли.