Исследовательская работа "Могут ли цветы двигаться"

Могут ли цветы двигаться?

Тихонова Лиля

Обычно человек разделяет окружающую среду на две группы: подвижные и неподвижные объекты. В первую  по традиции относят животных, рыб, птиц и насекомых – всех тех, кто способен ходить, бегать, плавать и летать. Обладание именно этими способностями позволяет говорить о движении. Деревья, кустарники, цветы и прочие представители флоры попадают в «неподвижную группу».

Но что если и растения способны двигаться, только по-другому, своим особым образом? Статичны ли цветы на самом деле?

Оказывается, растения могут реагировать на различные раздражители, проще говоря, осязать. 

Препятствие

Усики винограда, тыквы и огурца, натыкаясь на препятствие, закручиваются вокруг него: подобную картину можно наблюдать в теплице на даче.

Температура

Другие цветы реагируют на изменение температуры. Если перенести шафран и букет тюльпанов с мороза в теплое помещение, они тут же раскроются.

Свет

Тюльпаны и одуванчики закрываются с наступлением вечера и в пасмурную погоду, а на свету раскрываются. Диаметрально противоположное делает кактус «Ночная красавица»: закрывается на свету и раскрывается ближе к вечеру.

Смена дня и ночи

Некоторые растения двигаются при смене дня и ночи. Например, вьюнок, шафран и лен закрываются на ночь и распускаются утром. А кактус «Царица ночи», душистый табак и дурман, наоборот, закрываются днем и распускаются по ночам.

Колебания

Некоторые цветы могут предчувствовать сейсмические колебания, то есть реагировать на толчки и сотрясения. Если прикоснуться к стыдливой мимозе, она тут же съежится, сложив свои листки. Если ткнуть иголочкой в основание тычиночной нити барбариса, она изогнется и хлестнет пыльником о рыльце пестика.

Пропитание

А вот росянка, произрастающая в болотистых местностях, «караулит» зазевавшееся насекомое и, когда оно сядет на поверхность, моментально загибает свои железистые волоски. Аналогичным образом поступает и мухоловка: при соприкосновении с каким-нибудь комаром оно захлопывает двулопастные пластинки листа и начинает выделять ферменты для переваривания.

Неподвижны ли растения?

 Обычно мы классифицируем животных по их способности двигаться самопроизвольно. Однако давайте приглядимся по внимательнее: неподвижны ли растения на самом деле?

У гороха, огурцов, тыквы, винограда, усики, соприкасаясь с предметами, закручиваются вокруг него. Насекомоядное болотисто-обитаемое растение росянка загибает свои железистые волоски в ответ на раздражение - соприкосновение с насекомым. Растение мухоловка двигает двулопастными пластинками своего листа при соприкосновении с насекомым, выделяя ферменты для переваривания букашки.

Не напрашивается ли у вас вывод, что растения способны не просто двигаться, но и реагировать на раздражители - проще говоря - осязать?

У некоторых растений движения возникают при смене дня и ночи. Цветки лёна, шафрана, крокуса, вьюнка открываются утром и закрываются на ночь. Дурман, душистый табак, кактус "царица ночи", энотера раскрываются ночью, а днём - закрываются.

Если перенести цветы тюльпанов или шафрана из холодного помещения в тёплое, они сразу откроются, отреагировав на смену температуры.

Корзинки одуванчика и бутоны тюльпанов распускаются на свету и закрываются к вечеру и в пасмурную погоду. Кактус "ночная красавица" наоборот - раскрывает цветки к вечеру и закрывает при более сильном освещении - "жмурится".

Некоторые растения предчувствуют сейсмические колебания - реагируют на прикосновения, сотрясения, толчки. Если в качестве эксперимента - прикоснуться иглой к основанию тычиночной нити цветка барбариса - тычинка изогнётся и ударит пыльником о рыльце пестика. Стыдливая мимоза сложит свои листки пополам, едва почувствовав прикосновение. А, если её ещё и потрясти, она опустит - свесит все свои листья. Если температура помещения, в которой проводился эксперимент, 25 - 30 оС, можно заметить скорость реагирования на раздражение невооружённым глазом, составляющую 15 мм за секунду.

Не всегда заметные глазу движения растений можно запечатлеть при помощи цейтраферной киносъёмки - автоматически через определённые промежутки времени). 

Растения движутся.

Основным отличием растений от животных считается их неподвижность, привязанность к одному и тому же месту жительства. Однако это отличие относительно. Они движутся, но движутся по-другому, чем животные и человек. Прежде всего, это двигательные реакции. Среди двигательных реакций растений наиболее известны тропизмы – движения, направленные в сторону раздражителя или в сторону, противоположную ему. Движение под действием света – фототропизм (подсолнух). Формирование растения по вертикальной оси – ростовая реакция на действие силы тяжести – геотропизм. Движение, возникающее в ответ на прикосновение — тигмотропизм (усики гороха, винограда). Сначала усик совершает поисковые движения, а затем, наткнувшись на твердый предмет, закручивается в соответствующую сторону и подтягивает к нему растение. У растений с быстрой реакцией, от момента прикосновения усика к опоре до появления на нем цепляющего изгиба проходит 20-30 секунд. Гидротропизм – ростовое движение в сторону повышенной влажности. Известны как положительные, так и отрицательные хемотропизмы, которые возникают под действием некоторых химических веществ, полезных и вредных. Наряду с тропизмами у растений есть другая большая категория двигательных реакций – настии. Эти движения определяются не направлением на раздражитель, а строением и функцией соответствующего органа. Термонастии – движения цветков, листьев и других органов растений, обусловленные изменением температуры окружающей среды. Так, например, цветок тюльпана реагирует даже на изменения температуры порядка 2-3°C. Фотонастии – движения при изменении освещенности. Суточным изменениям температуры и освещенности в природе сопутствуют периодические раскрывания и закрывания цветков. У разных растений эти процессы протекают в различное время, на чем и основывается принцип устройства цветочных часов.

Первые цветочные часы или «часы Флоры» были составлены 270 лет назад Карлом Линнеем в Упсале. Их действие основано на том, что различные цветы открываются и закрываются в определенное для них время. Они начинали показывать время в 3-5 часов утра и кончали действовать в полночь, когда закрываются цветки кактуса «Царица ночи». Точность таких часов невелика – около часа (зависимость от погоды). Набор цветов, составляющих «часы» зависит от географического положения местности.

Сейсмонастии – движения контактной природы, хотя порождаются они не только прикосновением, но также сотрясением, повреждениями, резкими скачками температуры, ударами электрического тока, вспышкой света и т.д.

Если говорить о скорости реакции на раздражение, то самое молниеносное растение – мимоза пудика, которая растет в тропических лесах Борнео. Если прикоснуться к ее листьям, она тотчас же отстранится от руки. Если возникнет какой-либо сигнал, могущий предвещать опасность: резкий хлопок, вспышка света и т.д., мимоза тут же сворачивает свои листья. Это происходит даже тогда, когда, например, у стоящего рядом человека только возникнет мысль отломать ветку. На рисунке приведен пример процесса сворачивания листьев мимозы, вызванного вспышкой света и зарегистрированного путем замедленной киносъемки.

Сейсмонастии осуществляются в результате тургорного давления и могут происходить весьма быстро. Если, например, забравшееся в цветок барбариса насекомое касается чувствительной внутренней стороны тычиночных нитей, то тычинка изгибается. Время реакции составляет всего 0,04 секунды. Очень чувствительна к теплу и прикосновению стыдливая мимоза. По прошествии всего лишь 0,08 секунды после прикосновения постороннего предмета листочки ее сложноперистого листа начинают складываться. Если сильно ударить по одному листу мимозы, то волна раздражения передается по всему растению и в скором времени оно поникает. Скорость передачи раздражения достигает тридцати сантиметров в секунду.

У человека и большинства животных, скорость передачи раздражения гораздо больше – порядка ста метров в секунду, но у некоторых, наоборот ниже, например, у моллюсков – всего один сантиметр в секунду. Такие движения, которые у животных выполняются сокращением мышц, у растений могут осуществляться только движением воды и связанным с ним изменением гидростатического давления внутри клеток под действием тургоринов и основано на быстром изменении способности клеточных мембран пропускать ионы калия и хлора. Так что можно сказать, что движения растений осуществляются гидравлической системой. При этом отметим, что разность гидростатических давлений, создаваемая растениями может достигать исключительно высоких значений. Так, например, корень растений при всасывании воды из почвы может достигать давления до сотни атмосфер. Все вы, наверное, обращали внимание на образовавшиеся иногда в слое сплошного асфальта вздутия, из которых выглядывают ростки пробившихся одуванчиков или других растений, таких нежных и слабеньких на вид. Это сделано гидравлическим давлением, созданным их корнями.

Однажды автор был свидетелем удивительного зрелища: сплошная монолитная скала на берегу моря, образующая почти вертикальную стену, представляла собой просто плантацию растений золотого корня, поселившихся в микротрещинах ее тела. Размеры листовой части растений составляли порядка десяти сантиметров, а корни имели в поперечном сечении размеры порядка 0,5×10 миллиметров – тонкие широкие языки, пробирающиеся внутрь камня. Точно так же разрушает скалы вода за счет температурного расширения при замерзании в трещинах и кавернах.

Иногда движения растения могут быть вызваны не какой-то целесообразной, а случайной и непонятной причиной. Одним из примеров «таинственных» движений растений являлась богомольная пальма из Фаридпура /Индия/. Это дерево в благоговении склоняло свою вершину, когда в храме звонили колокола, призывая верующих к вечерней молитве. Утром дерево выпрямлялось, и так повторялось ежедневно. Необыкновенное явление казалось сверхъестественным и привлекало множество паломников.

Дерево казалось живым великаном, поднимающим утром голову на высоту в два человеческих роста, опускающим ее после полудня, склоняющим «шею» и расстилающим на земле листья в позе молитвы.

Известный естествоиспытатель Дж. Ч. Бос, проведя синхронную регистрацию движений растения и изменений температуры установил, что движения растущей наклонно пальмы и имеющей, по-видимому, повреждение, точно повторяют суточные изменения температуры, достигая верхнего положения при минимальной и нижнего – при максимальной температуре.

Однако растения способны двигаться не только «сидя на месте», но и меняя «место жительства». Они движутся медленнее животных, зато иногда дальше животных. Так, например, сумчатые не смогли покинуть своей родины – Австралии, а кокосовая пальма заселила все тропические регионы, включая уединенные атоллы в середине Тихого океана: кокосовые орехи способны проплыть тысячи километров в Океане и прорости на любом клочке суши, куда их забросят волны. А вспомните тучи семян одуванчика, летящие по ветру на новые территории, или клочки тополиного пуха. Птицы и звери переносят иногда на сотню километров семена съеденных ими фруктов или ягод.

Существует целая группа видов растений-бродяг, называемая рудералами, которые первыми заселяют освободившиеся в результате пожара, стихийного или техногенного бедствия территорию.

Растения, подобно животным и человеку, способны кочевать, выбирая наиболее удобное для них место, только происходит это медленнее, чем у животных. Из личного опыта: я выкопал на опушке леса несколько кустиков дикой мяты и посадил их в хорошем, по моим понятиям, месте на садовом участке. Растения почему-то постоянно болели, пока совсем не исчезли в месте посадки. Через несколько лет я обнаружил в десяти метрах от места посадки небольшую плантацию здоровых растений, а еще через несколько лет на прямо противоположной стороне участка образовались мощные заросли мяты, ставшей сильным сорняком.