Это растение превращается в хищника в трудных условиях

Лист растения Triphyophyllum peltatum
Фото: Universität Hannover

Среди примерно 370 000 известных видов флоры, произрастающих на поверхности Земли, известны плотоядные растения, но только одно является плотоядным периодически.

Triphyophyllum peltatum – редкое растение из тропических лесов Сьерра-Леоне в Западной Африке, которое периодически ловит насекомых. До недавнего времени исследователям было трудно определить, что именно вызывает его внезапный интерес к мясу.

Теперь исследователи из Германии раскрыли еще несколько интригующих подробностей о жизни самого уникального плотоядного растения.

Этот вид лианы, или древесной лозы, представляет особый интерес для науки не только из-за своей диеты, но и из-за содержания в своем составе фармацевтически активных химических веществ, которые могут быть полезны в борьбе против малярии и некоторых видов рака.

На ювенильной стадии T. peltatum выглядит на удивление невзрачно. Как и все собратья, растение впитывает солнечный свет и вырабатывает энергию посредством фотосинтеза, не проявляя никаких признаков склонности заманивать в ловушку добычу. Однако по мере своего развития растущая лоза может иногда отращивать железистые листья, которые источают жирные капли липкой жидкости цвета крови. Эта жидкость и становится ловушкой для ничего не подозревающих жуков.

В отличие от других плотоядных растений, таких как Венерина мухоловка, росянки, пузырчатки и жирянки, поведение T. peltatum по поеданию насекомых не заложено в его развитии. Некоторые растения T. peltatum никогда не становятся мясоедами.

Ученые выдвинули гипотезу, что T. peltatum, как и аналогичные виды, становится плотоядным, чтобы выжить в среде, лишенной питательных веществ, таких как азот. Но до сих пор исследователи не могли точно определить, что вызывало эту метаморфозу, в значительной степени потому, что это растение очень сложно выращивать в лабораторных условиях.

Чтобы решить эту загадку, исследователям сначала пришлось вырастить T. peltatum с нуля. Команда успешно размножила и вырастила образцы из ботанических садов Вюрцбурга в лаборатории в Ганновере.

60 побегов выращивали в небольших пластиковых сосудах, содержащих почву с дефицитом азота, калия или фосфора и контрольную среду. Эти растения проверяли каждую неделю в течение шести месяцев, чтобы увидеть, стали ли они плотоядными или нет.

Единственными растениями, у которых появились отчетливые железистые листья с красными точками, были растения, лишенные фосфора. Этот результат был воспроизведен на растениях, выращенных в теплицах с низким уровнем фосфора в почве. Фосфор является критически важным минералом для роста и развития растений, он используется для изготовления основных компонентов ДНК и мембран.

А) Контрольный образец Т. peltatum. В) T. peltatum, выращенный без азота. C) T. peltatum, выращенный без калия. D) T. peltatum, выращенный без фосфора, с красными побегами-ловушками для насекомых

Фото: Universität Hannover

Растения вкладывают значительную энергию в развитие разветвленной корневой системы, чтобы поглощать фосфор из почвы. Но к концу засушливого сезона растения могут начать испытывать фосфорное голодание. Как раз в это время года T. peltatum обычноотращивает свои ловящие насекомых листья.

Плотоядность энергоемка, так как требует производства липкого клея и пищеварительных ферментов для расщепления животных веществ.

«Когда концентрация [фосфора] падает ниже критического порога, T. peltatum инвестирует ресурсы в формирование плотоядных листьев, чтобы иметь возможность пополнять свои запасы фосфора от пойманных животных. После того, как содержание фосфора в почве восстанавливается, образуются более простые листья для фотосинтеза», – пишут исследователи.