Roślinne przeprowadzki, czyli w wodzie żyje się łatwiej

Ciągła dostępność wody spowodowała, że rośliny w niej żyjące charakteryzują się inną budową niż lądowe. Pędy i liście wielu z nich są przystosowane do pobierania wody, co umożliwiło im całkowite wyeliminowanie systemu korzeniowego, dzięki czemu swobodnie unoszą się w toni. Część z nich nadal posiada zredukowane korzenie lub specjalne wyrostki pędów, którymi w razie potrzeby może się zakotwiczać.

Rośliny pływające nie muszą też inwestować w elementy podporowe i tworzenie zdrewniałych mocnych pędów. Lepsze okazały się tu giętkie struktury, które mogą swobodnie przemieszczać się wraz z prądami wody i poddawać ich działaniu. Unoszące się na powierzchni liście przeważnie mają owalny kształt i są sztywne, natomiast te zanurzone w wodzie z reguły są wrzecionowate i miękkie. Posiadają też dużą warstwę miękiszu powietrznego, czyli tkanki charakteryzującej się obecnością dużych przestworów międzykomórkowych, gdzie gromadzi się powietrze. Jest ono przydatne, aby zwiększyć wyporność roślin, które dzięki temu mogą np. unosić się na wodzie niczym małe łódeczki. Często stanowi ono też rezerwuar gazów potrzebnych do metabolizmu.

Poza tym rośliny zanurzone nie posiadają warstwy kutykuli, która istotna jest na lądzie, gdzie chroni przed utratą wody. Ich aparaty szparkowe się nie zamykają (na lądzie mechanizm regulacji otwarcia aparatów szparkowych jest jednym ze sposobów ochrony przed suszą). Część z nich nawet wcale nie posiada aparatów szparkowych, a te o liściach pływających często wytwarzają je tylko po wynurzonej stronie liścia. Rośliny wodne bardzo często rozmnażają się bezpłciowo, wykształcając np. liczne kłącza.

Kiedy przychodzi zima, rośliny te, zwłaszcza żyjące w słodkich zamarzających zbiornikach, muszą poradzić sobie w obliczu niekorzystnych warunków. Jednym ze sposobów przetrwania jest oczywiście wytworzenie nasion, innym – struktur zwanych turionami. Obserwuje się je u takich gatunków jak pływacz zwyczajny, żabiściek pływający czy spirodela wielokorzeniowa, ale również niewielka wolfia bezkorzeniowa. Proces powstawania turionów polega na tym, że w okresie jesienno-zimowym pąk wierzchołkowy, często okryty dodatkowo liśćmi, wyrasta na skróconym pędzie i jako jedyny przeżywa spadek temperatur, podczas gdy roślina macierzysta obumiera. Turion opada wtedy na dno zbiornika. Niekiedy wręcz wymaga przemrożenia, aby wiosną móc rozwinąć się w dorosłą roślinę.

Piękne topielice

Część roślin swobodnie pływających odznacza się pięknym dekoracyjnym wyglądem kwiatów czy liści. Ich atrakcyjność wizualna skłania ludzi do przenoszenia okazów w inne, odległe miejsca świata, a wtedy zaczynają się prawdziwe problemy. Niejednokrotnie przeniesione rośliny okazują się zabójcze dla tych miejscowych, a także dla ryb i innych organizmów wodnych, co powoduje straty w środowisku i gospodarce człowieka.

Jednym z takich gatunków jest pistia rozetkowa, nazywana również sałatą wodną ze względu na ułożenie i kształt liści. One też stanowią o jej walorach ozdobnych, gdyż kwiaty są niewielkie i rzadko się pojawiają. Roślina ta pochodzi z rejonów tropikalnych i subtropikalnych, gdzie osiąga nawet 25 cm średnicy. Obecnie występuje w ciepłych słodkich wodach na całym świecie, lecz nie jest pewne, skąd właściwie się wywodzi. Niedawne badania genetyczne naukowców z USA ujawniły, że w obrębie gatunku obserwuje się tak dużą zmienność, że uprawniałaby ona do podziału go na kolejne trzy gatunki. Pistia rozmnaża się głównie poprzez rozłogi i jest przy tym tak skuteczna, że może zarosnąć cały zbiornik wodny. Ogranicza wtedy dopływ światła i tlenu do wody, a w efekcie wpływa negatywnie na zwierzęta i inne rośliny zamieszkujące dany akwen. W większości rejonów pistię uznano za gatunek stwarzający duże zagrożenie dla rodzimych ekosystemów. Unia Europejska też ujęła ją na liście gatunków inwazyjnych, a w niektórych stanach w USA wręcz zakazano jej uprawy.

Inną rośliną o niewątpliwie dekoracyjnych walorach jest eichornia gruboogonkowa, zwana hiacyntem wodnym. Jej fioletoworóżowe kwiaty z daleka rzeczywiście przypominają nieco hiacynty. Choć w parze z pięknym wyglądem, podobnie jak w przypadku pistii, idą jej zabójcze właściwości. Tworzy pływające kobierce, które w ciągu 2 tyg. mogą podwoić swoją powierzchnię. Rozrasta się szybko i intensywnie, ograniczając natlenianie wody, co powoduje śnięcie ryb. Rodzime gatunki przegrywają z nią konkurencję. Podobnie jak sałata wodna ogranicza dopływ tlenu i światła, ale także znacznie zwiększa parowanie, co doprowadza do przesuszania mniejszych zbiorników. Stwarza też poważne problemy dla działalności człowieka, gdyż tworzony przez nią zwarty kobierzec utrudnia wodny transport śródlądowy.

Naturalnie eichornia występowała w Ameryce Południowej, ale rozprzestrzeniła się w wielu innych częściach świata. Do Indii (w rejony Bengalu) trafiła pod koniec XIX w. ze względu na dekoracyjne walory jej kwiatów. Szybko jednak okazało się, że niszczy ekosystemy rodzimych zbiorników, i dlatego zaczęła być nazywana „terrorem Bengalu” lub „pięknym niebieskim diabłem”. Zyskała też miano „zarazy wodnej”, co pokazuje jasno, jak bardzo uciążliwą i niechcianą rośliną się stała mimo urody swoich kwiatów. W Unii Europejskiej zakazane są jej sprzedaż, uprawa i celowe wprowadzanie do środowiska. Liście eichorni unoszą się nad wodą i tam też pojawiają się kwiaty, choć poza ojczystą Ameryką Południową rozmnaża się nie przez nasiona, a wegetatywnie. Specjalne zgrubienia ogonków liściowych, wypełnione powietrzem, zapobiegają zatopieniu rośliny.

W oczkach wodnych i stawach bywa sadzony żabiściek pływający. Posiada wiązkę sporej długości korzeni, ale przeważnie nie dosięgają one dna i zwisają swobodnie w toni. Liście ma wynurzone, okrągłe, z sercowato wciętą nasadą, kwiaty z trzema białymi płatkami. Roślina rozwija się w spokojnych stojących lub wolno płynących wodach. Jest gatunkiem rodzimym dla większości terenów Europy i części Azji. W Polsce jest dość powszechna, niemniej ostatnio obszary jej występowania się zmniejszają na skutek degradacji siedlisk. Stanowi natomiast problem w Ameryce Północnej. We wschodniej Kanadzie i północno-wschodnich Stanach Zjednoczonych ma charakter rośliny inwazyjnej. Szczególnie na jej nadmierną ekspansję narażone są rejony Wielkich Jezior, gdzie wyjątkowo intensywnie się rozrasta, zagrażając rodzimym ekosystemom oraz kolonizując drogi wodne.

Paprociowe tratwy

Paprocie spotkamy nie tylko w leśnym podszycie. Może się zdarzyć, że przepłyną obok nas w jeziorze czy oczku wodnym. Te pływające różnią się jednak znacząco od lądowych krewniaków za sprawą przystosowań do unoszenia się na powierzchni. Jedną z takich paproci jest salwinia. Gatunki z tego rodzaju występują głównie w rejonach tropikalnych i subtropikalnych, ale jeden z nich jest rodzimy dla naszego kraju. Salwinię pływającą znajdziemy głównie na Śląsku i w dolinach największych rzek. Jej stanowiska w naszym kraju nie są bardzo liczne – z jednej strony dlatego, że przez Polskę przebiega północna granica jej zasięgu, a z drugiej – znikają m.in. z powodu zanieczyszczenia wód i niszczenia starorzeczy. Dlatego paproć ta objęta jest w naszym kraju ścisłą ochroną gatunkową, podobnie jak w wielu innych europejskich państwach.

Salwinia wykształca dwa rodzaje liści. Jedne unoszą się na powierzchni wody opatrzone specjalnymi włoskami zatrzymującymi powietrze i zapobiegającymi zalaniu i zatopieniu rośliny. Drugie natomiast są całkowicie zanurzone, mają kształt wiązki korzeni i taką właśnie pełnią funkcję. Salwinia jest rośliną jednoroczną i jesienią włoski na liściach zaczynają się obłamywać, a organizm opada na dno. Do kolejnego sezonu zachowują się jedynie sporokarpia, które wiosną uwalniają zarodnie z zarodnikami, a te pośrednio dają początek nowym roślinom. Pływająca na powierzchni wody salwinia stanowi schronienie dla ryb i ma walory dekoracyjne.

Inną występującą w Polsce paprocią jest azolla. Pochodzi z Ameryk, a do Europy dotarła w II połowie XIX w. i obecnie uznawana jest za niebezpieczną i inwazyjną. Bardzo często, szczególnie przy silnym świetle i zimą, przyjmuje barwę czerwoną. Co ciekawe, potrafi wiązać azot atmosferyczny dzięki obecności symbiotycznych sinic. Dlatego jest często wykorzystywana jako nawóz. Znajduje zastosowanie szczególnie na polach ryżowych, gdzie pływając na powierzchni wody, z której wyrasta ryż, nie tylko ją użyźnia, ale także hamuje wzrost chwastów. Bywa także stosowana jako pasza dla ryb i drobiu. Paprocie z rodzaju azolla miały duży udział w ochłodzeniu klimatu 49 mln lat temu, kiedy to nastąpił tzw. Epizod Azolla. Paprocie wiązały wtedy dwutlenek węgla z atmosfery, a następnie opadały na dno Oceanu Arktycznego. Stawały się pułapką dla CO₂, gdyż w słonej wodzie nie ulegały rozkładowi, a skala tego zjawiska była tak wielka, że doprowadziła do znacznego ochłodzenia klimatu.

Wodni łowcy

Środowisko wodne jest stosunkowo ubogie w azot i inne składniki odżywcze w porównaniu do gleby, a rośliny wolnopływające, niezakorzenione w dnie, nie pobierają ich z podłoża. Aby więc uzupełnić niedobory pierwiastków, niektóre rośliny zaczęły pozyskiwać je z rozkładających się szczątków niewielkich zwierząt, np. owadów, które są przez nie chwytane. Tacy „drapieżcy” spotykani są również w naszym kraju. Należy do nich pływacz zwyczajny, występujący w słodkich zbiornikach niemal całej Europy i Azji. Zazwyczaj pływa swobodnie w toni, ale w czasie kwitnienia unosi się ku powierzchni, wykształcając fragment pędu zakończony intensywnie żółtymi kwiatostanami, wystającymi nad powierzchnię wody. W ten sposób stają się one dostępne dla zapylaczy. Pędy pływacza mogą osiągać nawet metr długości. Owady łapie za pomocą specjalnych aparatów chwytnych o pęcherzykowatym kształcie, które zlokalizowane są pod wodą, na liściach. Aparaty opatrzone są specjalnymi włoskami spustowymi, które po dotknięciu przez owada w ułamku sekundy uruchamiają mechanizm zasysający ofiarę wraz z wodą do wnętrza pułapki. Tam owad zostaje strawiony za pomocą enzymów. Ofiarami pływacza padają m.in. larwy komarów.

Bardzo rzadko spotykaną w naszym kraju rośliną mięsożerną jest aldrowanda pęcherzykowata, spokrewniona ze słynnymi rosiczkami i podobnie jak one łapiąca ofiary za pomocą liści. Swobodnie pływa w toni, a jej pędy osiągają ok. 30 cm długości. Gatunek korzeni nie wytwarza, za to liście, pobierające azot, ma ułożone w okółkach. Kiedy znajdujące się na nich szczecinki zostaną podrażnione, liście zwijają się, zamykając ofiarę. Specjalne gruczoły wydzielają enzymy trawienne, by następnie wchłonąć elementy powstałe w wyniku rozkładu. Liście aldrowandy są „jednorazowego użytku”, kiedy bowiem raz złapią ofiarę, tracą zdolność schwytania kolejnej. Roślina ta poluje głównie na oczliki i rozwielitki, ale jej ofiarą mogą również paść larwy komarów czy mniejszy narybek. Spotykana jest w Eurazji, Afryce i Australii. W Polsce jest krytycznie zagrożona i objęta ochroną ścisłą. Głównie zagraża jej zanieczyszczenie wód, gdyż przystosowana jest do siedlisk ubogich w azot. W obecności zbyt wielu składników odżywczych przegrywa konkurencję z innymi gatunkami.

Pływające mikrusy

Najmniejsza roślina kwiatowa świata żyje w środowisku wodnym. Rekordzistą pod względem mikroskopijnych rozmiarów jest jeden z gatunków wolfii, mianowicie pochodzący z Azji Wolffia globosa, który osiąga do 0,2 mm średnicy. Co ciekawe, stanowi popularny dodatek do dań kuchni tajskiej, bogaty w białka i witaminę B₁₂. Wolfia ta została przeniesiona jeszcze do Ameryk i Afryki. W Europie także spotkać można przedstawicieli tego samego rodzaju. U nas występuje wolfia bezkorzeniowa, która jest tylko nieznacznie większa od swojej azjatyckiej krewniaczki (osiąga do 1,5 mm średnicy) i jest najmniejszą rośliną kwiatową na naszym kontynencie. Większość jej organów zanikła lub została zredukowana. Nie wykształca więc korzeni, a jedynie człon pędowy zbudowany z zawiązków pędów i liści. Poza tym posiada zredukowane kwiaty, ale kwitnie bardzo rzadko. Roślina ta tworzy na powierzchni wód warstwę złożoną z tysięcy osobników.

Nieco większą rośliną, choć nadal niedużą, jest rzęsa drobna, osiągająca do 3 mm średnicy. U rzęsy w przeciwieństwie do wolfii występuje pojedynczy korzeń, ale podobnie jak u poprzedniego gatunku kwiaty są zredukowane i pojawiają się bardzo rzadko. Pędy natomiast są silnie spłaszczone i do złudzenia przypominają liście. Gatunek ten naturalnie występował w Eurazji, Afryce i Ameryce Północnej, ale został zawleczony na wszystkie kontynenty poza Antarktydą. Sprzyja mu nie tylko przenoszenie przez człowieka, ale również eutrofizacja zbiorników wodnych, spowodowana m.in. przez zanieczyszczenia ściekami czy nawozami. W związku z tym rzęsa drobna pojawia się na coraz większej liczbie zbiorników, choć w mniej żyznych akwenach też występuje. Preferuje wodę stojącą, zwłaszcza o niewielkiej powierzchni. W przypadku rzek zauważymy ją przy brzegach, wśród innych roślin. Gruby kobierzec może doprowadzić do zacienienia warstw wód położonych niżej i zahamowania wzrostu roślin podwodnych.

Gigantem w porównaniu z dwoma poprzednimi gatunkami wydaje się spirodela wielokorzeniowa, choć osiąga zaledwie 10 mm średnicy. Podobnie jak rzęsa posiada spłaszczone, przypominające liście pędy, ale ma nie jeden, lecz całą wiązkę zanurzonych w wodzie korzeni. Górna strona rośliny jest zielona (z rzadka przyjmuje barwę czerwoną), natomiast spodnia – ciemnoczerwona. Podobnie jak rzęsa występuje w wodach stojących lub przy brzegach płynących. Spotykana jest w Ameryce Północnej, Azji i Europie, a rzadziej w Ameryce Południowej i Australii.

Spirodela bywa rozmaicie wykorzystywana przez człowieka. Może być stosowana do oczyszczania wody z toksycznych pierwiastków (szczególnie arsenu i rtęci) oraz ścieków. Ponadto ma potencjał do produkcji bioetanolu, a także służy jako pasza dla ryb i drobiu. Choć to drugie zastosowanie jest dyskusyjne ze względu na akumulowanie przez nią metali ciężkich. Z tego też względu nie jest składnikiem diety ludzi. Oprócz metali ciężkich może być zanieczyszczona chorobotwórczymi bakteriami, a ponadto zawiera związek zwiększający ryzyko powstania kamieni nerkowych.