U żyworodki (Kalanchoe thyrsiflora), sukulenta o zaokrąglonych mięsistych liściach, ilość ciepła i światła decyduje o nasyceniu liści czerwoną barwą. U żyworodki (Kalanchoe thyrsiflora), sukulenta o zaokrąglonych mięsistych liściach, ilość ciepła i światła decyduje o nasyceniu liści czerwoną barwą. Indigo
Galerie

Rośliny: dzięki czemu są wszędzie [Galeria zdjęć]

Rośliny wdzierają się wszędzie. Znajdziemy je na szczytach gór, pustyniach i zaśnieżonych biegunach. Dzięki wykształceniu adaptacji w budowie tkanek i organów poradzą sobie z ekstremami temperaturowymi, niedostatkiem wody czy światła.

Większość roślin lądowych pobiera wodę z gleby za pomocą korzeni, które wykazują grawitropizm dodatni – rosną pionowo w dół gleby, poddając się siłom pola grawitacyjnego i wyszukując warstwy, z których mogą chłonąć wodę. Szczególnie trudne warunki mają gatunki zasiedlające pustynie i półpustynie. Należą do nich saksauły, czyli pustynne krzewy lub małe drzewa z obszaru Azji Środkowej o przedziwnie poskręcanych pniach, używanych jako opał, i drobnych łuskowatych liściach. Pozyskują one wodę z głębokich warstw gleby korzeniami wrastającymi do 20 m w głąb. Z kolei melon nara, niewysoki krzew, wykształca korzenie docierające nawet do 50 m w głąb gleby.

Sukulent okotijo ma pędy pokryte gęstymi cierniami i czerwone, przyciągające kolibry kwiaty. Liście cyklicznie wyrastają zaraz po deszczu i opadają, gdy jest sucho.ShutterstockSukulent okotijo ma pędy pokryte gęstymi cierniami i czerwone, przyciągające kolibry kwiaty. Liście cyklicznie wyrastają zaraz po deszczu i opadają, gdy jest sucho.

Widliczka łuskowata, znana jako róża jerychońska, zasychając, tworzy charakterystyczną kulę, która po pojawieniu się wody szybko się zazielenia (stąd nazwa „zmartwychwstanka”).ShutterstockWidliczka łuskowata, znana jako róża jerychońska, zasychając, tworzy charakterystyczną kulę, która po pojawieniu się wody szybko się zazielenia (stąd nazwa „zmartwychwstanka”).

Inne rośliny przystosowane do życia w suchym pustynnym środowisku starają się np. maksymalnie ograniczyć utratę wody w procesie transpiracji. Należą tu sklerofity, które zredukowały powierzchnię liści, przekształcając je w twarde łuski i pokrywając je grubą warstwą kutykuli. Fotosyntezę przeprowadzają ich zielone łodygi. Przedstawicielami sklerofitów są oleander, eukaliptus, tamaryszek. Z kolei sukulenty mogą przeżyć nawet kilka lat bez wody, a potem w czasie pojedynczej ulewy pobrać jej gigantyczne ilości – np. kaktus saguaro o wysokości 15 m wchłania ponad 750 l.

Wielostopniowe i nisko rozgałęzione drzewa żelazne rosnące na pustyni Sonora mają bardzo ciężkie i twarde drewno.ShutterstockWielostopniowe i nisko rozgałęzione drzewa żelazne rosnące na pustyni Sonora mają bardzo ciężkie i twarde drewno.

Ciekawy sposób na przetrwanie ma róża jerychońska, która w okresie suszy zwija zaschnięte gałązki do siebie, tworząc kulkę okrywającą owoce. Wiatr odrywa takie kule od podłoża i toczy przez pustynię. Gdy spadnie deszcz, pędy się prostują, a owoce są wymywane i w ten sposób nasiona się rozsiewają.

Rośliny z rodzaju Lithops, znane jako żywe kamienie, magazynują wodę w niskich, grubych i zrośniętych liściach, wyrastających parami z krótkich podziemnych łodyg.ShutterstockRośliny z rodzaju Lithops, znane jako żywe kamienie, magazynują wodę w niskich, grubych i zrośniętych liściach, wyrastających parami z krótkich podziemnych łodyg.

Brak wody ogranicza intensywność fotosyntezy i tym samym spowalnia wzrost. Rekordzistą jest pustynne drzewo żelazne (Olneya tesota) z pustyni Sonora, określane w języku hiszpańskim jako palo fierro, wytwarzające drewno o niezwykłej gęstości, którego sześcian o boku 30 cm może ważyć nawet 30 kg. Tak spowolniony wzrost daje mu możliwość dożycia 1200 lat.

Pilea cavernicola – występująca w jaskiniach roślina dorastająca 50 cm wysokości. Na zdj. fioletowe kwiaty męskie z wystającymi pręcikami.Alex MonroPilea cavernicola – występująca w jaskiniach roślina dorastająca 50 cm wysokości. Na zdj. fioletowe kwiaty męskie z wystającymi pręcikami.

Ekstrema temperaturowe

Surowy klimat okolic bieguna południowego powoduje, że niewiele roślin jest tam w stanie przetrwać. Na Antarktydzie spotkamy tylko nieliczne gatunki glonów, mchów, porostów oraz dwa gatunki roślin naczyniowych: śmiałka antarktycznego (z rodziny traw) i kolobanta antarktycznego (dorastająca do 5 cm wysokości roślina z rodziny goździkowatych o niewielkich żółtych kwiatach). Tamtejsze gatunki bronią się przed niskimi temperaturami, wytwarzając substancje przeciwdziałające powstawaniu kryształów lodu wewnątrz komórek. Są to węglowodany (sacharoza, trehaloza), polialkohole (glicerol, sorbitol, mannitol), a także aminokwasy (betaina, glutamina, prolina). Produkują też białka chroniące przed zamarzaniem (AFPs – ang. antifreeze proteins), aktywnie hamujące tworzenie się i rozrost lodu krystalicznego, dlatego nazywane są też białkami wiążącymi lód.

Graptopetalum paraguayense to sukulent o mięsistych, zatrzymujących wodę liściach. Latem ich skórka staje się różowa.ShutterstockGraptopetalum paraguayense to sukulent o mięsistych, zatrzymujących wodę liściach. Latem ich skórka staje się różowa.

Z kolei na pustyniach trzeba przetrwać wysoką temperaturę. Rekordzistami są tu żywe kamienie, które idealnie wtapiają się w tło na pustyni kamienistej. Rośliny te, np. Lithops ruschiorum i L. optica, każdego dnia egzystują w pełnym nasłonecznieniu i temperaturze przekraczającej 50°C, bez żadnych opadów, przez lata czerpiąc wodę jedynie z mgły znad oceanu. Niektóre z nich zdolne są przetrwać temperaturę do 1200°C. Inne badania wykazały, że np. nasiona welwiczii tolerują 80°C przez 48 godz. Jak te gatunki sobie poradziły, skoro temperatura powyżej 40°C zwykle powoduje denaturację białek, co oznacza zniszczenie struktur odpowiedzialnych np. za fotosyntezę? Otóż wytwarzają m.in. białka szoku cieplnego (HSP – ang. heat shock proteins), czyli białka opiekuńcze odpowiedzialne za prawidłową strukturę i funkcję wszystkich białek komórkowych. Powstają one, gdy komórki są choćby krótko wystawiane na działanie temperatury wyższej niż normalna dla ich wzrostu.

Juka krótkolistna, znana jako drzewo Jozuego, nie jest drzewem, lecz rośliną wieloletnią z rodziny agaw. Rośnie, pochylając się zgodnie z kierunkiem wiatru, znosząc burze piaskowe, pustynny żar i całkowity brak wilgoci.ShutterstockJuka krótkolistna, znana jako drzewo Jozuego, nie jest drzewem, lecz rośliną wieloletnią z rodziny agaw. Rośnie, pochylając się zgodnie z kierunkiem wiatru, znosząc burze piaskowe, pustynny żar i całkowity brak wilgoci.

W stronę światła

Światło wpływa na żywotność roślin, intensywność wzrostu oraz wygląd – chociażby odcień koloru zielonego. Intensywność zieleni jest wprost proporcjonalna do ilości zielonego barwnika fotosyntetycznego – chlorofilu. Jest go więcej w liściach roślin cieniolubnych, których blaszki liściowe są zwykle większe – to mechanizmy kompensacyjne dla właściwego natężenia fotosyntezy przy ograniczonym świetle. Szczególnie latem można dostrzec ciemnozielone liście bluszczu oplatającego pnie na dnie gęstego lasu oraz zdecydowanie mniejsze i jaśniejsze na bluszczu pnącym się po elementach nasłonecznionego płotu. A będąc na spacerze w parku, spójrzmy w koronę lipy, buka czy dębu. Liście zacienione u dołu korony są większe i ciemniejsze, a na jej szczycie – mniejsze i jaśniejsze. Z kolei rośliny rosnące w pełnym słońcu wytwarzają młode listki bogate w antocyjaniny, barwniki dające czerwone lub niebieskie zabarwienie, chroniące przed nadmiernym promieniowaniem. Co ciekawe, pierwsze liście wyrastające z bulwy batatów będą w takich warunkach purpurowe, a liście siewek pięciornika będą mieć czerwone zabarwienie.

Nad powierzchnię ziemi wystaje górna część kwiatu hydry afrykańskiej (bezlistnego pasożyta atakującego korzenie), będąca pułapką na owady zwabiane zapachem gnijącego mięsa.ShutterstockNad powierzchnię ziemi wystaje górna część kwiatu hydry afrykańskiej (bezlistnego pasożyta atakującego korzenie), będąca pułapką na owady zwabiane zapachem gnijącego mięsa.

Bywają jednak miejsca, w których światła nie ma, np. jaskinie. Zazwyczaj rośliny występują tam tylko w strefie progowej, chociaż same ich korzenie mogą sięgać daleko w głąb. Jeśli jaskinie zostały oświetlone, żeby ułatwić ich zwiedzanie, w pobliżu źródeł światła często zobaczymy gatunki roślin zarodnikowych, czyli niewytwarzające kwiatów – mchy oraz paprocie, takie jak języcznik zwyczajny, paprotnica krucha czy zanokcica skalna. To jednak nie wszystko. Dużym zaskoczeniem było znalezienie na dnie ciemnych jaskiń roślin kwiatowych z kolorowymi płatkami. Badania obejmujące 61 jaskiń w prowincjach południowo-zachodnich Chin wykazały obecność wielu endemitów (gatunków unikatowych dla danego miejsca albo regionu) – mało znane gatunki z rodzajów tojeść, mitreola, lysionotus czy bardziej powszechną aspidistrę wyniosłą. Ewenementem jest Pilea cavernicola, gatunek z rodzaju pokrzyw o różowych kwiatach, który przeżywa w jaskiniach w chińskim hrabstwie Fengshan w prawie całkowitej ciemności, gdzie ilość światła nie przekracza 0,04% pełnego światła słonecznego.

Zgrubiała, przypominająca piłkę zielona łodyga kaktusopodobnego wilczomlecza opasłego przeprowadza fotosyntezę i gromadzi wodę.ShutterstockZgrubiała, przypominająca piłkę zielona łodyga kaktusopodobnego wilczomlecza opasłego przeprowadza fotosyntezę i gromadzi wodę.

Kaktus na dłoni

Czy ludzkie ciało to gościnne środowisko dla innych gatunków? Tak, jeśli pomyślimy o bakteriach czy pasożytach zasiedlających chociażby nasze jelita. A jeżeli chodzi o rośliny? Okazuje się, że są takie przypadki, aczkolwiek zaledwie kilka na całym świecie. Istnieje np. możliwość wziewu wraz z powietrzem nasion, które osiadają w płucach, gdzie wilgotne środowisko może sprzyjać ich kiełkowaniu. Pewnemu mężczyźnie, zamieszkującemu półwysep Cape Cod w USA, który trafił do szpitala z zapadniętym płucem, oznajmiono, że w jego płucu skiełkowało nasionko grochu i wyrosło w półtoracentymetrową siewkę. Prawdopodobnie też w płucach człowieka wykiełkowało nasionko figi. Odnaleziono również kiełek guawy, rosnący wewnątrz zęba z próchnicą, czy mniszka lekarskiego w kanale ucha zewnętrznego. Te nieliczne udokumentowane zdarzenia potwierdzają, że ciało człowieka jako środowisko życia roślin jest jedynie przypadkowe.

Osiągający do 24 m wysokości kaktus saguaro (karnegia olbrzymia) gromadzi kilka ton wody, przyrastając średnio tylko 2,5 cm rocznie. Daje schronienie m.in. strzyżykowi kaktusowemu.ShutterstockOsiągający do 24 m wysokości kaktus saguaro (karnegia olbrzymia) gromadzi kilka ton wody, przyrastając średnio tylko 2,5 cm rocznie. Daje schronienie m.in. strzyżykowi kaktusowemu.

A co z mniej złożonymi organizmami? Niektóre zwierzęta bezkręgowe zawierają w swoim ciele symbiotyczne fotosyntetyzujące glony. Szczególnym rodzajem symbiozy między plastydami glonów a organizmem żerującym na nich jest relacja między ślimakiem morskim Elysia chlorotica a glonem Vaucheria litorea, a dokładniej jego chloroplastami. Ślimak nie trawi chloroplastów, przechowuje je w wyściółce jelit, gdzie skradzione chloroplasty (kleptoplasty) funkcjonują jak panele słoneczne wykorzystujące energię światła do wytworzenia glukozy w procesie fotosyntezy. Na świecie istnieją laboratoria tworzące hybrydowe żywe tkanki zbudowane zarówno ze struktur roślinnych, jak i zwierzęcych. Wzbudzają one ciekawość i często określane są szalonymi pomysłami, ale mogą w przyszłości przyczynić się do opracowania nowych rozwiązań w medycynie, np. odpowiedzieć na pytanie, czy możemy leczyć uszkodzenia kręgosłupa szparagami, co jest obecnie przedmiotem badań naukowych.

Futro niedźwiedzia polarnego zazielenia się, kiedy temperatura jest wysoka i wewnątrz włosów rozwijają się glony oraz sinice.IndigoFutro niedźwiedzia polarnego zazielenia się, kiedy temperatura jest wysoka i wewnątrz włosów rozwijają się glony oraz sinice.

Futro zwierząt

Chrząszcze i ćmy – lokatorzy z królestwa zwierząt – zamieszkują futro leniwca. Jednak jego zielone zabarwienie, będące jednocześnie kamuflażem, jest efektem obecności glonów z rodzaju zielenic, głównie Trichophilus welckeri. Cały ten mikrobiom futra, włączając pasożyty i grzyby, jest przekazywany bezpośrednio od matki do potomstwa. Ponadto powolne ruchy leniwców zapobiegają utracie glonów, które swobodnie rozrastają się na powierzchni sierści zwierzęcia. Zazielenić też może się futro niedźwiedzia polarnego, które zwykle jest kremowobiałe. Taki efekt spotyka się zwykle w zoo, gdyż w Arktyce temperatura jest zbyt niska dla glonów. Zwykle otarcia o betonowe elementy wybiegu tworzą maleńkie dziury we włosach, będące bramą dla jednokomórkowych organizmów, m.in. fotosyntetyzujących sinic z rzędu Chroococcales, które mogą żyć i rozmnażać się w ich wnętrzu. Z kolei czerwone narośla na futrze wydr to krasnorosty, które zwykle rosną na skałach lub wolno poruszających się zwierzętach, takich jak ślimaki. Co ciekawe, w oświetleniu UV te czerwone glony (m.in. Acrochaetium secundatum) świecą jaskrawopomarańczowym kolorem.

Długie wełniste futro leniwca dwupalczastego to ruchomy ekosystem, gdzie żyją ćmy, chrząszcze, grzyby oraz glony, które nadają włosom charakterystyczne zielone zabarwienie.ShutterstockDługie wełniste futro leniwca dwupalczastego to ruchomy ekosystem, gdzie żyją ćmy, chrząszcze, grzyby oraz glony, które nadają włosom charakterystyczne zielone zabarwienie.

Wiedza i Życie 9/2021 (1041) z dnia 25.08.2021; Inne spojrzenie; s. 10
Oryginalny tytuł tekstu: "Rośliny: dzięki czemu są wszędzie"

Ta strona do poprawnego działania wymaga włączenia mechanizmu "ciasteczek" w przeglądarce.

Powrót na stronę główną