Радуга флоры
Уж коли мы заговорили о пигментах растений, следует рассказать и о причинах разнообразия окраски цветков. Генри Лонгфелло в «Песне о Гайавате» приводит поэтичную легенду о возникновении радуги:
Видел радугу на небе.
На востоке, и тихонько Говорил: «Что там, Нокомис?
А Нокомис отвечала:
«Это Мускодэ на небе;
Все цветы лесов зеленых,
Все болотные кувшинки.
На земле когда увянут, Расцветают снова в небе.
Зачем цветкам их яркая, сочная окраска? В конечном счете для того, чтобы привлечь к себе насекомых-опылителей. Многие растения опыляются лишь определенными видами насекомых, поэтому окраска цветков часто зависит от того, для каких именно насекомых предназначены цветовые сигналы. Дело в том, что в отношении цвета насекомые бывают довольно капризны. Скажем, пчелы, шмели, осы предпочитают розовые, фиолетовые и синие цветки, а около желтых обычно толкутся мухи. Красный же цвет многие насекомые, наделенные не слишком совершенным зрением, путают с темно-серым. Поэтому в наших широтах чисто красные цветки довольно редки. Исключение — мак, но и его лепестки имеют примесь желтого цвета; обычно именно этот оттенок и замечают пчелы. Лучше других насекомых красный цвет различают бабочки — они-то, как правило, и опыляют красные цветки наших широт, например гвоздики. А вот среди тропических растений красный цвет более распространен, и отчасти это связано с тем, что опыляют их цветки не насекомые, а птицы: колибри или нектарницы, у которых зрение более развито.
Бывает, что у одного и того же растения окраска цветков с возрастом изменяется. Это хорошо заметно у ранневесеннего растения медуницы: розовый цвет ее молодых цветков сменяется по мере старения синим. Старые цветки медуницы пчелы уже не посещают: они, как правило, опылены и нектара не содержат. И в этом случае смена окраски служит сигналом для насекомых — не теряйте времени даром!
А вот у гилии (Cilia) — красивого растения из семейства синюховых, родственницы флоксов, произрастающей в горах штата Аризона (США), цветки первоначально имеют алый цвет, который, как уже отметили, привлекает птиц. Но когда колибри покидают горы, гилия меняет окраску вновь появляющихся цветков- они становятся бледнокрасными или даже белыми.
Новый наряд приманивает бабочек, которые также опыляют гилию. Это открытие озадачило ботаников Они занялись выяснением вопроса: изменение каких внешних условий (температуры, количе-
ства осадков и др.) служит сигналом растению гилии об отлете колибри и о необходимости смены окраски цветков?
Окраска большинства цветков определяется присутствием различных пигментов. Самые распространенные — каротиноиды, растворимые в жирах соединения: каротин, его изомеры и производные. В растворе все они имеют бледно-желтую, оранжевую или светло- красную окраску. Названия каротиноидов, содержащихся только в цветках, столь же красивы, как и придаваемая ими окраска: эшшольксантин, пе- талоксантин, газанияксантин, ауроксантин, хризантемаксан- тин, рубихром...
Наряду с каротиноидами окраску цветков определяют и антоцианы. Оттенки этих пигментов очень разнообразны —
от розового до черно-фиолетового. Несмотря на такое цветовое многообразие, все антоцианы устроены по одному типу — они представляют собой гликозиды, то есть соединения сахара с неуглеводной частью, так называемым агликоном. Примером может служить красящее вещество, содержащееся в цветках василька, — ан- тоцианин. Его агликон — циа- нидин — один из самых распространенных, образуется в результате отщепления двух молекул глюкозы от антоциа- на.
Как уже говорилось, анто- цнановые пигменты могут изменять свою окраску в. зависимости от кислотности среды. Вспомните два вида герани, распространенной в средней полосе: герань лесную и герань луговую. У лесной лепестки розовые или лиловые, а у лу
говой — синие. Различие в цвете обусловлено тем, что сок герани лесной более кислый. Если приготовить водную вытяжку из лепестков герани либо лесной, либо луговой — и изменить ее кислотность, то в кислой среде раствор станет розовым, а в щелочной — синим.
Такую же операцию можно проделать и над целым растением. Если цветущую фиалку поместить под стеклянный колпак рядом с блюдцем, куда налит нашатырный спирт (он при испарении выделяет аммиак), то ее лепестки станут зелеными; а если вместо нашатырного спирта в блюдце будет дымящаяся соляная кислота, они окрасятся в красный цвет.
Мы уже говорили, что одно и то же растение медуницы может иметь цветки разной окраски: розовые — молодые и синие — старые. Посинение лепестков по мере их старения можно объяснить индикаторными свойствами антоцианов. Клеточный сок растения, в котором растворен пигмент, имеет кислую реакцию, а цитоплазма — щелочную. Вакуоли с клеточным соком отделены от цитоплазмы мембраной, которая обычно непроницаема для антоцианов. Однако с возрастом в мембране возникают дефекты, и в результате пигмент начинает проникать из вакуолей в цитоплазму. А поскольку реакция здесь иная, меняется и окраска цветков.
Чтобы убедиться в справедливости этой точки зрения, возьмите ярко-красный лепесток какого-то растения, например герани, розы, и раздавите его между пальцами.
Впрочем, было бы неправильно связывать окраску антоцианов лишь с их индикаторными свойствами. Исследования последних лет показали, что она определяется и некоторыми другими факторами. Цвет антоциановых пигментов может меняться, например, в зависимости от того, с какими ионами они находятся в комплексе. При взаимодействии с ионами калия комплекс приобретает пурпурную окраску, а с ионами кальция или магния — синюю. Если срезать цветущий колокольчик и поместить его в раствор, содержащий ионы алюминия, то лепестки посинеют. То же самое наблюдается, если соединить растворы антоциа- нина и соли алюминия.
Многим читателям, возможно, знаком роман Александра Дюма «Черный тюльпан», в котором в остросюжетной форме рассказывается о выведении сорта тюльпана необычного черного цвета. Вот как описывает его автор романа: «Тюльпан был прекрасен, чудесен, великолепен; стебель его восемнадцати дюймов вышины. Он стройно вытягивался кверху между четырьмя зелеными гладкими, ровными, как стрег ла, листьями. Цветок его был сплошь черным и блестел, как янтарь».
Почти пять веков преследовали неудачи садоводов, пытавшихся вывести черный тюльпан. И вот, Фризский институт цветоводства в Гааге сделал официальное заявление о том, что в Голландии черный тюльпан получен в результате последовательного скрещивания двух сортов — «Царица ночи» и «Венский вальс». В работе принимали участие шесть голландских исследовательских центров. Полученный цветок идеален по своим классическим размерам.
Садоводы стремятся создать также черные розы. Выведены такие сорта, которые при неярком освещении действительно кажутся черными (на самом деле они темнокрасного цвета). На Гавайских островах растут дикие черные розы.
В честь бессмертного произведения Гете «Фауст» садоводы создали сорт анютиных глазок черного цвета под названием «Доктор Фауст». Анютины глазки, как известно, были любимыми цветами-великого немецкого поэта и ботаника.
Черная или почти черная окраска цветков обусловлена присутствием в околоцветнике антоцианов.
Кроме каротиноидов и антоцианов, лепесткам могут придавать окраску и другие вещества, в том числе флаво- ны и флавонолы.
А какой пигмент окрашивает в молочный цвет вишневые сады, превращает в снежно-белые сугробы кусты черемухи? Оказывается, никаких белых пигментов в их лепестках нет. Белый цвет придает им... воздух. Если рассмотреть под микроскопом лепесток черемухи или любого другого белого цветка, то можно увидеть множество прозрачных и бесцветных клеток, разделенных обширными пустыми промежутками. Именно благодаря этим заполненным воздухом межклетникам лепестки сильно отражают свет и потому кажутся белыми. А если раздавить такой лепесток между пальцами, то на месте сдавливания появится прозрачное пятно: здесь воздух будет вытеснен из межклетников.
И все же в природе есть белая краска, например, ею окрашена в нарядный белый цвет кора нашей любимой березы. Это красящее вещество так и называется — бетулин, от латинского названия березы — Betula.
Заблуждаются те, кто считает, что береза — единственное растение с белой корой.
Это не так. В Австралии произрастает эвкалипт затопляемый (Eucalyptus gran- dus). Он назван так потому, что растет в руслах пересыхающих рек и в сезон дождей оказывается стоящим в воде. Стволы этих эвкалиптов имеют чисто-белый цвет, эффектно выделяющийся на фоне окружающих зеленых зарослей.
У треххвойной сосны Бунге (Pinus bungeana) также белая кора. Это редкий вид, встречающийся в природе в основном в горах Центрального Китая. Растение разводится по всей стране возле дворцов и храмов. Белоствольные сосны производят неизгладимое впечатление.
Бывают и пестролистные растения. На их листьях есть участки, лишенные хлорофилла и поэтому окрашенные
в белый цвет. К таким растениям относятся, например, герань окаймленная, хлорофи- тум... Причина белой окраски у них та же, что и у лепестков черемухи, — наличие больших межклетников, наполненных воздухом. Отсутствие хлорофилла на определенных участках листьев этих растений не связано ни с какими внешними факторами — это генетически обусловленный признак. Некогда у их предков произошла мутация — хлорофилл появился не на всей поверхности листа, а только на его части. Человеку такие оригинальные растения понравились, и он начал их культивировать...
Еще много интересного можно было бы рассказать об окраске растений и о растительных пигментах, которые давно привлекают внимание
исследователей всего мира. Более 30 лет назад известный индийский ученый Т. Р. Се- шадри, много занимавшийся изучением природных красящих веществ, писал: «Музыка красок более сложна и изменчива по своей природе, нежели музыка звуков. Возможно даже, что в действительности она еще более утонченна, чем мы предполагаем...»
Еще по теме Радуга флоры:
- БИОРАЗНООБРАЗИЕ ФЛОРЫ БОЛОТ ВОЛОГОДСКОЙ ОБЛАСТИ
- Типы ареалов
- Глава II МЕТОДИКА
- 6. АНТРОПОГЕННЫЕ ЭКОСИСТЕМЫ
- ЭПИФИТЫ — ЖЕМЧУЖИНЫ ДЖУНГЛЕЙ
- МИР РАСКРАШЕН В ЦВЕТА HE ДЛЯ ВСЕХ
- Бактериальная флора колод
- Географические связи между ареалами
- Метилирование.
- Структура агрофитоаенозов
- СТРУКТУРА МОНИТОРИНГА ВОДНО-БОЛОТНОГО УГОДЬЯ«ПСКОВСКО-ЧУДСКАЯ ПРИОЗЕРНАЯ НИЗМЕННОСТЬ»