Насекомоядные летучие мыши - лучшие опылители цветов кактуса. Опыление цветов летучими мышами Некоторые цветы опыляются летучими мышами

29.10.2019

Цветки, опыляемые летучими мышами, обычно крупные, прочные, производят много нектара, неярко окрашенные или часто раскрываются только после захода солнца, поскольку рукокрылые питаются только ночью. Многие из цветков трубчатые или имеют другие структуры для предохранения нектара. У многих растений, привлекающих летучих мышей для опыления или распространения семян, цветки или плоды либо свисают на длинных цветоножках ниже листвы, где рукокрылым легче летать, либо образуются на стволах. Летучие мыши отыскивают цветки, пользуясь своим обонянием, поэтому для цветков характерен очень сильный запах брожения или фруктов. Эти животные, перелетая от дерева к дереву, слизывают нектар, поедают части цветка и пыльцу, одновременно перенося ее на своей шерсти с одного растения на другое. Они опыляют и распространяют семена, по крайне мере, 130 родов покрытосеменных. В Северной Америке длинноносые летучие мыши опыляют более 60 видов агавы, включая и те, что используются в приготовлении мексиканской текилы. Цветочные летучие мыши опыляют преимущественно кактусы (Pachycereen) и агавы. Колбасное дерево, или кигелия эфиопская, растущее в тропической Африке и на Мадагаскаре, опыляется летучими мышами. Летучие мыши опыляют такие растения, как:
Курупита гвианская (Couroupita guianensis), Цефалоцереус (Cephalocereus senilis), Баобаб африканский (Adansonia digitata), Колбасное дерево (Kigelia pinnata), Трианея (Trianaea), Хлебное дерево (Artocarpus altilis), Лиана Mucuna holtonii., Голубая агава (Аgave tequilana weber azul), Какао (Theobroma cacao), Орхидеи из рода Дракула, Хоризия великолепная (Chorisia speciosa), Дуриан цибетиновый (Durio zibethinus).

Пахицереус Прингла, опыляемый летучими мышами пустыни Сонора (Центральная Америка)

Селеницереус - еще один кактус, опыляемый ночью летучими мышами, а днем пчелами

Летучие мыши, опыляющие цветы, питаются нектаром. В качестве приспособления у них выработалась удлиненная мордочка. В Северной Америке есть род летучих мышей, которые так и называются - длинноносые.

Опыление

Что такое опыление? Цветение - это состояние растений от начала раскрытия цветков до засыхания их тычинок и лепестков . Во время цветения и происходит опыление растений.

Опылением называют перенос пыльцы с тычинок на рыльце пестика . Если пыльца переносится с тычинок одного цветка на рыльце пестика другого цветка, то происходит перекрёстное опыление . Если же пыльца попадает на рыльце пестика того же цветка - это самоопыление .

Перекрестное опыление. При перекрёстном опылении возможны два варианта: пыльца переносится на цветки, находящиеся на том же растении, пыльца переносится на цветки другого растения. В последнем случае надо учитывать, что опыление происходит только между особями одного вида!

Перекрестное опыление может осуществляться ветром, водой (эти растения и растут в воде или у воды: роголистник, наяда, валлиснерия, элодея ), насекомыми, а в тропических странах также птицами и летучими мышами.

Перекрёстное опыление биологически более целесообразно, потому что потомство, соединив в себе признаки обоих родителей, может лучше приспособиться к среде. Самоопыление имеет свои достоинства: оно не зависит от внешних условий, а потомство стабильно сохраняет родительские признаки. Например, если выращиваются жёлтые помидоры, то на следующий год, использовав их семена, можно опять получить такие же жёлтые помидоры (помидоры , как правило, - самоопылители). Большинство растений опыляются перекрестно, хотя строго перекрестноопыляемых растений мало (например, рожь ), чаще перекрестное опыление сочетается с самоопылением, что еще больше повышает приспособленность растений к выживанию.

Типы опыления цветков: самоопыление, перекрестное

Ветроопыляемые растения. Растения, цветки которых опыляются ветром, так и называются ветроопыляемыми . Обычно их невзрачные цветки собраны в компактные соцветия, например, в сложный колос, или в метёлки. В них образуется огромное количество мелкой, лёгкой пыльцы. Ветроопыляемые растения чаще всего растут большими группами. Среди них есть и травы (тимофеевка, мятлик, осока) , и кустарники, и деревья (орешник, ольха, дуб, тополь, берёза) . Причём эти деревья и кустарники цветут одновременно с распусканием листьев (или даже раньше).

У ветроопыляемых растений тычинки обычно имеют длинную тычиночную нить и выносят пыльник за пределы цветка. Рыльца пестиков также длинные, «лохматые» - чтобы уловить летающие в воздухе пылинки. У этих растений есть некоторые приспособления и к тому, чтобы пыльца не расходовалась зря, а попадала предпочтительно на рыльца цветков своего же вида. Многие из них цветут по часам: одни распускаются рано утром, другие днём.

Насекомоопыляемые растения. Насекомых (пчёл, шмелей, мух, бабочек, жуков) привлекает сладкий сок - нектар, который выделяют особые желёзки - нектарники. Причём расположены они таким образом, чтобы насекомое, добираясь до нектарников, обязательно задело пыльники и рыльце пестика. Нектаром и пыльцой насекомые питаются. А некоторые (пчёлы) даже запасают их на зиму.

Следовательно, наличие нектарников - важный признак насекомоопыляемого растения. Кроме того, их цветки обычно обоеполые, пыльца у них клейкая с выростами на оболочке, чтобы зацепиться за тело насекомого. Находят насекомые цветки по сильному запаху, по яркой окраске, по крупным цветкам или соцветиям.

У ряда растений нектар, который и привлекает насекомых, доступен многим из них. Так на цветущих маках, жасмине, бузульнике, нивянике можно увидеть и пчёл, и шмелей, и бабочек, и жуков.

Но есть растения, приспособившиеся к определённому опылителю. При этом они могут иметь особое строение цветка. Гвоздику, с её длинным венчиком опыляют только бабочки, длинный хоботок которых может добраться до нектара. Только шмели могут опылять льнянку, львиный зев : под их тяжестью нижние лепестки цветков отгибаются и насекомое, добираясь до нектара, собирает своим лохматым тельцем и пыльцу. Рыльце пестика расположено так, чтобы пыльца, принесённая шмелём с другого цветка, обязательно на нём осталась.

Цветки могут иметь запах привлекательный для разных насекомых или пахнуть особенно сильно в разное время суток. Многие белые или светлые цветки особенно сильно пахнут вечером и ночью - их опыляют ночные бабочки. Пчёл привлекают сладкие, «медовые» запахи, а мух - запахи для нас часто не очень приятные: так пахнут многие зонтичные растения (сныть, борщевик, купырь) .

Учёные провели исследования, которые показали, что насекомые видят цвета особым образом и каждый вид имеет свои предпочтения. Не зря в природе среди дневных цветков царствуют все оттенки красного цвета (а вот в темноте красный цвет почти не различим), а синего и белого гораздо меньше.

Для чего так много приспособлений? Для того, чтобы иметь больше шансов, что пыльца не будет потрачена зря, а попадёт на пестик цветка растения того же вида.

Изучив строение и особенности цветка, можно предположить, какие животные его опылят. Так, цветки душистого табака имеют очень длинную трубку из сросшихся лепестков. Следовательно, до нектара могут добраться только насекомые с длинным хоботком. Цветки - белого цвета, хорошо видны в темноте. Особенно сильно пахнут вечером и ночью. Опылители - бражники, ночные бабочки, которые имеют хоботок до 25 см длиной.

Самый крупный в мире цветок - раффлезия - окрашен в красный цвет с тёмными пятнами. Пахнет он тухлым мясом. Но для мух нет запаха приятнее. Они и опыляют этот замечательный, редкий цветок.

Самоопыление. Большинство самоопыляющихся растений - это сельскохозяйственные культуры (горох, лён, овёс, пшеница, томат) , хотя есть самоопыляющиеся растения и среди дикорастущих.

Некоторые из цветков опыляются уже в бутонах. Если раскрыть бутон гороха, то можно увидеть, что пестик весь усыпан оранжевой пыльцой. У льна опыление проходит в открытом цветке. Цветок распускается рано утром и уже через несколько часов лепестки осыпаются. Днем температура воздуха повышается и тычиночные нити скручиваются, пыльники прикасаются к рыльцу, лопаются, и пыльца высыпается на рыльце. Самоопыляющиеся растения, в том числе лён , могут опыляться и перекрёстно. И наоборот, при неблагоприятных условиях и у перекрёстноопыляемых растений может произойти самоопыление.

Перекрёстноопыляемые растения в цветке имеют приспособления, предотвращающие самоопыление: пыльники созревают и высыпают пыльцу раньше, чем разовьётся пестик; рыльце расположено выше пыльников; пестики и тычинки могут развиваться в разных цветках и даже на разных растениях (двудомные).

Искусственное опыление. В определённых случаях человек проводит искусственное опыление, то есть сам переносит пыльцу с тычинок на рыльце пестиков. Искусственное опыление осуществляют с разными целями: для выведения новых сортов, для повышения урожайности некоторых растений. В безветренную погоду человек опыляет ветроопыляемые культуры (кукуруза) , а в холодную или сырую погоду - насекомоопыляемые растения (подсолнечник) . Искусственно опыляют и ветро-, и насекомоопыляемые растения; и перекрестно-, и самоопыляемые.

Интерактивный урок-тренажёр. (Выполните все задания урока)

Птицы, слоны и черепахи

Взаимосвязь между деревьями и животными чаще всего выражается в том, что птицы, обезьяны, олени, овцы, крупный рогатый скот, свиньи и т. д. способствуют распространению семян, однако мы рассмотрим только вопрос о воздействии пищеварительных соков животных на проглоченные семена.

Домовладельцы во Флориде сильно недолюбливают бразильское перечное дерево (Schinus terebinthifolius) - красивое вечнозеленое растение, которое в декабре покрывается красными ягодами, выглядывающими из темно-зеленых душистых листьев в таком количестве, что оно напоминает падуб. В этом великолепном уборе деревья стоят несколько недель. Семена созревают, падают на землю, но под деревом никогда не появляются молодые побеги.

Прилетающие большими стайками рыжезобые дрозды опускаются на перечные деревья и набивают полные зобы крохотными ягодами. Затем они перепархивают на газоны и прогуливаются там среди поливальных установок. Весной они улетают на север, оставив на флоридских газонах многочисленные визитные карточки, а несколько недель спустя там повсюду начинают пробиваться ростки перечных деревьев - и особенно на клумбах, где дрозды искали червяков. Усталый садовник вынужден вырывать тысячи ростков, чтобы перечные деревья не завладели всем садом. Желудочный сок рыжезобых дроздов каким-то образом воздействовал на семена.

Прежде в Соединенных Штатах все карандаши делались из древесины можжевельника (Juniperus silicicola), обильно росшего на равнинах атлантического побережья от Виргинии до Джорджии. Вскоре ненасытные требования промышленности привели к истреблению всех больших деревьев и пришлось подыскивать другой источник древесины. Правда, несколько сохранившихся молодых можжевельников достигли зрелости и начали приносить семена, однако под этими деревьями, которые в Америке и по сей день называются «карандашными кедрами», не появилось ни одного ростка.

Но проезжая по сельским дорогам Южной и Северной Каролины, можно увидеть миллионы «карандашных кедров»: они растут прямыми рядами вдоль проволочных изгородей, где их семена падали с экскрементами десятков тысяч воробьев и луговых трупиалов. Без помощи пернатых посредников можжевеловые леса навсегда остались бы лишь душистым воспоминанием.

Эта услуга, которую птицы оказали можжевельнику, заставляет нас задаться вопросом: в какой степени пищеварительные процессы животных воздействуют на семена растений? А. Кернер установил, что большинство семян, пройдя по пищеварительному тракту животных, утрачивает всхожесть. У Росслера из 40 025 семян разных растений, скормленных калифорнийским овсянкам, проросло только 7.

На Галапагосских островах у западного побережья Южной Америки растет большой долгоживущий многолетний томат (Lуcopersicum esculentum var. minor), представляющий особый интерес, так как тщательные научные эксперименты показали, что естественным образом прорастает менее одного процента его семян. Но в том случае, если спелые плоды поедались гигантскими черепахами, которые водятся на острове, и оставались в их пищеварительных органах две-три недели или дольше, прорастало 80% семян. Опыты позволили предположить, что гигантская черепаха является очень важным природным посредником не только потому, что стимулирует прорастание семян, но и потому, что она обеспечивает их эффективное рассеивание. Ученые, кроме того, пришли к выводу, что прорастание семян объяснялось не механическим, а ферментативным воздействием на семена во время прохождения ими пищеварительного тракта черепахи.

В Гане Бейкер ( Герберт Дж. Бейкер - директор Ботанического сада Калифорнийского университета (Беркли). ) ставил эксперименты с проращиванием семян баобаба и колбасного дерева. Он обнаружил, что эти семена без специальной обработки практически не прорастали, в то время как на каменистых склонах в значительном отдалении от взрослых деревьев были найдены их многочисленные молодые побеги. Места эти служили излюбленным обиталищем павианов, а огрызки плодов указывали, что они входят в рацион обезьян. Сильные челюсти павианов позволяют им легко разгрызать очень твердые плоды этих деревьев; поскольку плоды сами не раскрываются, без подобной помощи у семян не было бы возможности рассеяться. Процент всхожести у семян, извлеченных из павианьих экскрементов, был заметно выше.

В Южной Родезии произрастает большое красивое дерево рицинодендрон (Ricinodendron rautanenii), которое называют также «замбезийским миндалем» и «орехом Манкетти». Оно приносит плоды величиной со сливу, с небольшим слоем мякоти, окружащим очень твердые орешки - «съедобные, если вам удастся их расколоть», как написал один лесничий. Древесина этого дерева лишь немногим тяжелее бальсовой (см. гл. 15). На присланном мне пакете семян было написано: «Собрано из помета слонов». Естественным образом эти семена прорастают редко, но молодых побегов очень много, так как слоны имеют пристрастие к этим плодам. Прохождение через пищеварительный тракт слона, по-видимому, не оказывает на орешки никакого механического воздействия, хотя поверхность присланных мне образцов была покрыта бороздками, словно сделанными кончиком остро отточенного карандаша. Быть может, это следы действия желудочного сока слона?

Ч. Тейлор написал мне, что рицинодендрон, растущий в Гане, приносит семена, которые прорастают очень легко. Однако он добавляет, что семенам мусанги, возможно, «требуется пройти через пищеварительный тракт какого-то животного, так как в питомниках добиться их прорастания чрезвычайно трудно, а в естественных условиях дерево размножается очень хорошо».

Хотя слоны в Южной Родезии и наносят большой ущерб лесам саванн, они в то же время обеспечивают распространение некоторых растений. Слонам очень нравятся бобы верблюжьей колючки, и они поедают их в больших количествах. Семена выходят наружу непереваренными. В дождливый сезон жуки-навозники закапывают слоновий помет. Таким образом, большинство семян оказывается в отличной грядке. Вот так толстокожие гиганты хотя бы отчасти возмещают ущерб, который они причиняют деревьям, сдирая с них кору и нанося им всякие другие повреждения.

Ч. Уайт сообщает, что семена австралийского куондонга (Elaeocarpus grandis) прорастают, только побывав в желудке эму, которые любят лакомиться мясистыми, напоминающими сливы околоплодниками.

Осиные деревья

Одна из самых непонятных групп тропических деревьев - это смоковницы. Большая часть их происходит из Малайзии и Полинезии. Корнер пишет:

«У всех членов этого семейства (Моrасеае) маленькие цветки. У некоторых - таких, как хлебные деревья, тутовые и смоковницы, - цветки соединены в плотные соцветия, развивающиеся в мясистые соплодия. У хлебных деревьев и у тутовых цветки помещаются снаружи мясистого стебля, который их поддерживает; у смоковниц они находятся внутри его. Смоква образуется в результате разрастания стебля соцветия, край которого затем загибается и стягивается, пока не образуется чашечка или кувшинчик с узким зевом - нечто вроде полой груши, а цветки оказываются внутри... Зев смоквы закрывается множеством наложенных друг на друга чешуек...

Цветки этих смоковниц бывают трех видов: мужские с тычинками, женские, которые дают семена, и цветки-галлы, называемые так потому, что в них развиваются личинки маленьких ос, опыляющих смоковницу. Цветки-галлы - это стерильные женские цветки; разломав спелую смокву, их нетрудно узнать, так как они похожи на крохотные воздушные шарики на цветоножках, а сбоку можно увидеть отверстие, через которое оса выбралась наружу. Женские цветки узнают по содержащемуся в каждом из них маленькому плоскому твердому желтоватому семени, а мужские - по тычинкам...

Опыление цветков смоковницы представляет собой, пожалуй, самую интересную из известных пока форм взаимосвязи между растениями и животными. Опылить цветки смоковницы способны только крохотные насекомые, называемые фиговыми осами (Blastophaga), так что размножение смоковниц целиком зависит от них... Если такая смоковница вырастет в месте, где эти осы не водятся, дерево не сможет размножаться с помощью семян... (Последними исследованиями установлено, что для некоторых смоковниц, например для инжира, характерно явление апомиксиса (развитие плода без оплодотворения). - Прим. ред. ) Но и фиговые осы в свою очередь полностью зависят от смоковницы, так как их личинки развиваются внутри цветков-галлов и вся жизнь взрослых особей проходит внутри плода - исключая перелет самок из созревающей смоквы на одном растении в молодую смокву на другом. Самцы, почти или совсем слепые и бескрылые, живут во взрослой стадии всего несколько часов. Если самке не удается найти подходящую смоковницу, она не может отложить яйца и погибает. Существует много разновидностей этих ос, каждая из которых, по-видимому, обслуживает один или несколько родственных видов смоковницы. Этих насекомых называют осами, потому что они находятся в отдаленном родстве с настоящими осами, но они не жалят и их крохотные черные тела имеют в длину не больше миллиметра...

Когда смоквы на галловом растении созревают, из завязей цветков-галлов вылупляются взрослые осы, прогрызая стенку завязи. Самцы оплодотворяют самок внутри плода и вскоре после этого умирают. Самки выбираются наружу между чешуйками, закрывающими зев смоквы. Мужские цветки обычно располагаются вблизи зева и раскрываются к тому времени, когда смоква созревает, так что их пыльца попадает на ос-самок. Осыпанные пыльцой осы летят к такому же дереву, на котором начинают развиваться молодые смоквы и которые они, вероятно, находят с помощью обоняния. Они проникают в молодые смоквы, протискиваясь между чешуйками, закрывающими зев. Это трудный процесс... Если оса забирается в смокву-галл, ее яйцеклад легко проникает через короткий столбик в семяпочку, в которой и откладывается одно яйцо... Оса переходит с цветка на цветок, пока запас ее яиц не кончится; затем она умирает от истощения, так как, вылупившись, ничего не ест...»

Деревья, опыляемые летучими мышами

В умеренных зонах опыление цветков в большинстве случаев производится насекомыми, и считается, что львиная доля этого труда ложится на пчелу. Однако в тропиках опыление многих видов деревьев, особенно цветущих ночью, зависит от летучих мышей. Ученые доказали, что «питающиеся по ночам цветками летучие мыши... по-видимому, играют ту же экологическую роль, которая днем принадлежит колибри».

Это явление подробно изучалось на Тринидаде, на Яве, в Индии, в Коста-Рике и во многих других местах; наблюдения выявили следующие факты:

1. Запах большинства цветков, опыляемых летучими мышами, очень неприятен для человека. Это относится прежде всего к цветкам Oroxylon indicum, баобаба, а также некоторых видов кигелии, паркий, дуриана и т. д.

2. Летучие мыши бывают разной величины - от зверьков меньше человеческой ладони до гигантов с размахом крыльев в метр с лишним. Малютки, запуская длинные красные язычки в нектар, либо парят над цветком, либо обхватывают его крыльями. Большие летучие мыши засовывают мордочки в цветок и начинают быстро слизывать сок, но ветка опускается под их тяжестью, и они взлетают в воздух.

3. Цветки, привлекающие летучих мышей, принадлежат почти исключительно к трем семействам: бигнония (Bignoniacea), шелковичный хлопчатник (Bombacaceae) и мимоза (Leguminoseae). Исключение составляет фагрея из семейства логаниевых (Loganiaceae) и гигантский цереус.

Крысиное «дерево»

Лазящий панданус (Freycinetia arborea), встречающийся на островах Тихого океана, - это не дерево, а лиана, хотя, если его многочисленным корням-прицепкам удается найти соответствующую опору, он стоит настолько прямо, что походит на дерево. Отто Дегенер писал о нем:

«Фрейцинетия довольно широко распространена в лесах Гавайских островов, особенно в предгорьях. Она больше нигде не встречается, хотя на островах, расположенных к юго-западу и на востоке, найдено свыше тридцати родственных ей видов.

Дорога от Хило к кратеру Килауэа изобилует йейе ( Гавайское название лазящего пандануса. - Прим. перев. ), которые особенно бросаются в глаза летом, когда цветут. Некоторые из этих растений карабкаются по деревьям, достигая самых вершин, - главный стебель обхватывает ствол тонкими воздушными корнями, а ветки, изгибаясь, выбираются на солнце. Другие особи ползут по земле, образуя непроходимые сплетения.

Деревянистые желтые стебли йейе имеют в диаметре 2-3 см и опоясаны рубцами, оставшимися от опавших листьев. Они выпускают множество длинных придаточных воздушных корней практически одинаковой толщины по всей длине, которые не только снабжают растение питательными веществами, но и дают ему возможность цепляться за опору. Стебли через каждые метр-полтора ветвятся, заканчиваясь пучками тонких глянцевых зеленых листьев. Листья заострены и усажены колючками по краям и по нижней стороне главной жилки...

Способ, выработанный йейе для обеспечения перекрестного опыления, настолько необычен, что о нем стоит рассказать подробнее.

В период цветения на концах некоторых веток йейе развиваются прицветники, состоящие из десятка оранжево-красных листьев. Они мясисты и у основания сладковаты. Внутри прицветника торчат три ярких султана. Каждый султан состоит из сотен мелких соцветий, представляющих собой шесть объединенных цветков, от которых сохранились только плотно сросшиеся пестики. На других особях развиваются такие же яркие прилистники, тоже с султанами. Но эти султаны несут не пестики, а тычинки, в которых развивается пыльца. Таким образом, йейе разделившись на мужские и женские особи, полностью обезопасили себя от возможности самоопыления...

Осмотр цветущих веток этих особей показывает что они чаще всего повреждены - большинство душистых, ярко окрашенных мясистых листьев прицветника исчезает без следа. Их поедают крысы, которые в поисках пищи перебираются с одной цветущей ветки на другую. Поедая мясистые прицветники, грызуны пачкают усы и шерсть пыльцой, которая попадает затем таким же образом на рыльца женских особей. Йейе - единственное растение на Гавайских островах (и одно из немногих в мире), которое опыляется млекопитающими. Некоторые из его родичей опыляются летучими лисицами - плодоядными летучими мышами, которые находят эти мясистые прицветники достаточно вкусными».

Муравьиные деревья

Некоторые тропические деревья бывают поражены муравьями. Это явление совершенно неизвестно в умеренной зоне, где муравьи - просто безобидные козявки, которые залезают в сахарницу.

В тропических лесах повсюду встречаются бесчисленные муравьи самой разной величины и с самыми разными привычками - свирепые и прожорливые, готовые кусать, жалить или еще каким-нибудь способом уничтожать своих врагов. Они предпочитают селиться на деревьях и для этой цели выбирают в многообразном растительном мире определенные виды. Почти все их избранники объединяются общим названием «муравьиные деревья». Исследование взаимоотношений тропических муравьев и деревьев показало, что их союз полезен для обеих сторон ( За неимением места мы не будем здесь касаться той роли, которую играют муравьи в опылении некоторых цветков или в рассеивании семян, а также тех способов, какими некоторые цветки предохраняют свою пыльцу от муравьев. ).

Деревья укрывают, а часто и кормят муравьев. В одних случаях деревья выделяют комочки питательных веществ, и муравьи их поедают; в других - муравьи питаются крохотными насекомыми, например тлями, которые живут за счет дерева. В лесах, подвергающихся периодическим наводнениям, деревья особенно важны для муравьев, так как спасают их жилища от затопления.

Деревья, несомненно, извлекают какие-то питательные вещества из мусора, скапливающегося в муравьиных гнездах, - очень часто в такое гнездо врастает воздушный корень. Кроме того, муравьи защищают дерево от всевозможных врагов - гусениц, личинок, жучков-точильщиков, других муравьев (листорезов) и даже от людей.

Относительно последнего Дарвин писал:

«Защита листвы обеспечвшается... присутствием целых армий больно жалящих муравьев, чьи крохотные размеры делают их только более грозными.

Белт в своей книге «Натуралист в Никарагуа» приводит описание и рисунки листьев одного из растений семейства Melastomae со вздутыми черешками и указывает, что, кроме мелких муравьев, живущих на этих растениях в огромных количествах, он несколько раз замечал темноокрашенных Aphides. По его мнению, эти маленькие больно жалящие муравьи приносят растениям большую пользу, так как охраняют их от врагов, поедающих листья, - от гусениц, слизней и даже травоядных млекопитающих, а главное, от вездесущих сауба, то есть муравьев-листорезов, которые, по его словам, очень боятся своих мелких родственников».

Такой союз деревьев и муравьев осуществляется тремя путями:

1. У некоторых муравьиных деревьев веточки бывают полыми или же сердцевина их так мягка, что муравьи, устраивая гнездо, без труда ее убирают. Муравьи отыскивают отверстие или мягкое место у основания такой веточки, в случае необходимости прогрызают себе ход и устраиваются внутри веточки, часто расширяя и входное отверстие и саму веточку. Некоторые деревья даже как будто заранее подготовляют входы для муравьев. На колючих деревьях муравьи иногда поселяются внутри колючек.

2. Другие муравьиные деревья размещают своих жильцов внутри листьев. Это осуществляется двумя способами. Обычно муравьи находят или прогрызают вход у основания листовой пластинки, там, где она соединяется с черешком; они забираются внутрь, раздвигая верхний и нижний покровы листа, словно две склеившиеся страницы, - вот вам и гнездо. Ботаники говорят, что лист «инвагинирует», то есть попросту расширяется, как бумажный мешочек, если в него подуть.

Второй способ использования листьев, наблюдающийся гораздо реже, состоит в том, что муравьи загибают края листа, склеивают их и поселяются внутри.

3. И наконец, бывают муравьиные деревья, которые сами не предоставляют муравьям жилища, но муравьи зато селятся в тех эпифитах и лианах, которые они поддерживают. Когда в джунглях натыкаешься на муравьиное дерево, обычно не тратишь времени на то, чтобы проверить, из каких листьев вырываются потоки муравьев - из листьев самого дерева или его эпифита.

Муравьи в веточках

Спрус подробно описал свое знакомство с муравьиными деревьями на Амазонке:

«Муравьиные гнезда в утолщениях веток бывают в большинстве случаев на невысоких деревьях с мягкой древесиной, особенно у основания ветвей. В этих случаях вы почти непременно найдете муравьиные гнезда либо у каждого узла, либо на верхушках побегов. Эти муравейники представляют собой расширенную полость внутри ветки, а сообщение между ними осуществляется иногда по ходам, проложенным внутри ветки, но в подавляющем большинстве случаев - по крытым проходам, сооруженным снаружи.

У Cordia gerascantha в месте ветвления почти всегда имеются сумки, в которых живут очень злобные муравьи - бразильцы называют их «тахи», На С. nodosa обычно обитают мелкие огненные муравьи, но иногда и тахи. Возможно, огненные муравьи во всех случаях были первообитателями, а тахи их вытесняют».

Все древовидные растения семейства гречишноцветных (Роlygonaceae), продолжает Спрус, поражены муравьями:

«Вся сердцевина каждого растения от корней до верхушечного побега практически полностью выскоблена этими насекомыми. Муравьи селятся в молодом стебле дерева или кустарника, и по мере того как он растет, выпуская ветку за веткой, они прокладывают свои ходы через все его разветвления. Эти муравьи все, по-видимому, принадлежат к одному роду, и укус их чрезвычайно болезнен. В Бразилии их называют «тахи», или «тасиба», а в Перу - «тангарана», и в обеих этих странах одним и тем же названием обычно пользуются для обозначения как муравьев, так и дерева, в котором они обитают.

У Triplaris surinamensis, быстрорастущего дерева, распространенного по всему бассейну Амазонки, и у Т. schomburgkiana, небольшого дерева в верховьях Ориноко и Ка-сикьяре, тонкие длинные трубковидные ветки почти всегда перфорированы множеством крохотных отверстий, которые можно обнаружить в прилистнике практически каждого листа. Это ворота, из которых по сигналу дозорных, постоянно разгуливающих по стволу, в любую секунду готов появиться грозный гарнизон - как легко может убедиться на собственном опыте беззаботный путник, если, прельстившись гладкой корой дерева тахи, вздумает к нему прислониться.

Почти все древесные муравьи, даже те, которые в сухой сезон иногда спускаются на землю и строят там летние муравейники, всегда сохраняют вышеупомянутые ходы и сумки как свои постоянные жилища, а некоторые виды муравьев вообще круглый год не покидают деревьев. Возможно, то же относится к муравьям, которые строят муравейники на ветке из посторонних материалов. По-видимому, некоторые муравьи всегда живут в своих воздушных обиталищах, а жильцы тококи (см. стр. 211) не покидают своего дерева и там, где им не грозят никакие наводнения».

Муравьиные деревья существуют повсюду в тропиках. К наиболее известным принадлежит цекропия (Cecropia peltata) тропической Америки, которую называют «трубным деревом», потому что индейцы уаупа изготовляют из ее полых стеблей свои духовые трубки. Внутри ее стеблей часто обитают свирепые муравьи Azteca, которые, стоит только качнуть дерево, выбегают наружу и. набрасываются на смельчака, потревожившего их покой. Эти муравьи защищают цекропию от листорезов. Междоузлия стебля полые, но прямо с наружным воздухом они не сообщаются. Однако вблизи верхушки междоузлия стенка истончается. Оплодотворенная самка прогрызает ее и выводит свое потомство внутри стебля. Основание черешка вздуто, на его внутренней стороне образуются выросты, которыми и питаются муравьи. По мере поедания выростов появляются новые. Подобное явление наблюдается еще у нескольких родственных видов. Несомненно, это форма взаимного приспособления, о чем свидетельствует следующий интересный факт: стебель одного вида, который никогда не бывает «муравьиным», покрыт восковым налетом, препятствующим листорезам подниматься на него. У этих растений стенки междоузлий не истончаются и съедобные выросты не появляются.

У некоторых акаций прилистники замещаются большими колючками, вздутыми у основания. У Acacia sphaerocephala в Центральной Америке муравьи проникают в эти колючки, очищают их от внутренних тканей и поселяются там. По свидетельству Дж. Уиллиса , дерево обеспечивает их питанием: «На черешках встречаются дополнительные нектарники, а на кончиках листочков - съедобные выросты». Уиллис добавляет, что при любой попытке как-то повредить дереву муравьи массами высыпают наружу.

Старая загадка о том, что было раньше - курица или яйцо, повторяется на примере кенийской черногалловой акации (A. propanolobium), которую называют также «посвистывающей колючкой». Ветки этого небольшого, напоминающего кустарник дерева покрыты прямыми белыми шипами длиной до 8 см. На этих шипах образуются большие галлы. На первых порах они бывают мягкими и зеленовато-лиловыми, а потом затвердевают, чернеют, и в них поселяются муравьи. Дейл и Гринуэй сообщают: «Галлы у основания шипов... как говорят, возникают благодаря муравьям, которые выгрызают их изнутри. Когда ветер попадает в отверстия галлов, слышится свист, отчего и возникло название «посвистывающая колючка». Дж. Солт, который обследовал галлы на многих акациях, не нашел никаких свидетельств того, что их образование стимулируется муравьями; растение образует вздутые основания, а муравьи их используют».

Муравьиным деревом на Цейлоне и на юге Индии служит Humboldtia laurifolia из семейства бобовых. У него полости возникают только в цветущих побегах, в них и поселяются муравьи; строение же нецветущих побегов нормально.

Рассматривая южноамериканские виды Duroia из семейства мареновых, Уиллис отмечает, что у двух из них - D. petiolaris и D. hlrsuta - стебли прямо под соцветием вздуты, и муравьи могут проникать в полость через возникающие щели. У третьего вида, D. saccifera, муравейники бывают на листьях. Вход, находящийся на верхней стороне, защищен от дождя небольшим клапаном.

Корнер описывает различные виды макаранги (местные жители называют их «маханг») - основного муравьиного дерева Малайи:

«Листья у них полые, и внутри живут муравьи. Выход наружу они прогрызают в побеге между листьями, а в своих темных галереях они держат массу тлей, словно стада слепых коров. Тли сосут сахаристый сок побега, и их тела выделяют сладковатую жидкость, которую поедают муравьи. Кроме того, растение вырабатывает так называемые «съедобные выросты», представляющие собой крохотные белые шарики (диаметром 1 мм), которые состоят из маслянистой ткани - она также служит пищей для муравьев... В любом случае муравьи защищены от дождя... Если срезать побег, они выбегают наружу и кусаются... Муравьи проникают в молодые растения - крылатые самки прогрызают себе ход внутрь побега. Они поселяются в растениях, не достигших и полуметра в высоту, пока междоузлия вздуты и похожи на колбаски. Пустоты в побегах возникают в результате высыхания широкой сердцевины между узлами, как у бамбуков, а муравьи превращают отдельные пустоты в галереи, прогрызая перегородки в узлах».

Дж. Бейкер , изучавший муравьев на деревьях макаранга, обнаружил, что можно вызвать войну, приведя в соприкосновение два дерева, населенные муравьями. По-видимому, муравьи каждого дерева узнают друг друга по специфическому запаху гнезда.

Муравьи внутри листьев

Ричард Спрус указывает, что раздвинутые ткани и покровы образующие подходящие места для возникновения муравьиных колоний, встречаются в основном у некоторых южноамериканских меластом. Наиболее интересна из них токока, многочисленные виды и разновидности которой в изобилии растут по берегам Амазонки. Встречаются они преимущественно в тех частях леса, которые подвергаются затоплению при разливах рек и озер или во время дождей. Описывая сумки, образующиеся на листьях, он говорит:

«У листьев большинства видов есть только три жилки; у некоторых их бывает пять или даже семь; однако первая пара жилок всегда отходит от главной примерно в 2,5 см от основания листа, и сумка занимает именно эту его часть - от первой пары боковых жилок вниз».

Тут-то и селятся муравьи. Спрус сообщал, что нашел только один вид - Тососа planifolia - без таких вздутий на листьях, а деревья этого вида, как он заметил, растут так близко к рекам, что, несомненно, на несколько месяцев в году оказываются под водой. Эти деревья, по его мнению, «не могут служить постоянным местом жительства для муравьев, а потому временное появление последних не наложило бы на них никакого отпечатка, даже если бы инстинкт не заставлял муравьев вообще избегать этих деревьев. Деревья же других видов Тососа, растущие настолько далеко от берега, что их вершины остаются над водой даже в момент ее наивысшего подъема, а потому подходящие для постоянного обитания муравьев, всегда имеют листья с сумками и ни в одно из времен года не бывают от них свободны. Мне это известно по горькому опыту, так как я выдержал немало схваток с этими воинственными козявками, когда повреждал их жилища, собирая образцы.

Сумкоподобные жилища муравьев существуют и в листьях растений других семейств».

Муравьиные гнезда на эпифитах и лианах

Наиболее примечательные из эпифитов, дающих приют муравьям высоко среди ветвей тропических деревьев, - это восемнадцать видов Myrmecodia, которые обитают повсюду от Новой Гвинеи до Малайи и на крайнем севере Австралии. С ними часто сосуществует и другой эпифит - Hydnophytum, род, включающий сорок видов. Оба эти рода входят в семейство мареновых. Меррил сообщает, что некоторые из них встречаются в низменных местах и даже в мангровых зарослях, тогда как другие произрастают в первичных лесах на большой высоте. Он продолжает:

«Основания этих деревьев, иногда вооруженные короткими шипами, очень увеличены, и эта увеличенная часть пронизана широкими туннелями, в которые ведут небольшие отверстия; внутри сильно вздутых оснований этих растений находят приют мириады маленьких черных муравьев. От верхушки клубневидного, пронизанного туннелями основания поднимаются стебли, иногда толстые и не ветвящиеся, а иногда тонкие и очень ветвистые; маленькие белые цветки и мелкие мясистые плоды развиваются в пазухах листьев».

«Возможно, наиболее своеобразна адаптация листьев, отмечаемая у таких групп, как Hoya, Dlschidia и Conchophyllum. Это все лианы с обильным млечным соком принадлежащие к семейству ластовневых (Asclepmdaceae). Некоторые из них висят на деревьях, как эпифиты или полуэпифиты но у Conchophyllum и некоторых видов Ноуа тонкие стебли плотно прилегают к стволу или веткам де-пева а круглые листья, расположенные двумя рядами вдоль стебля, выгнуты и их края тесно прижаты к коре. Из их пазух растут корни, часто совсем покрывающие кусок коры под листом, - эти корни удерживают растение на месте а кроме того, всасывают необходимую ему влагу и питательные вещества; под каждым таким листом в готовом жилище обитают колонии маленьких муравьев».

Своеобразное кувшинчатое растение юго-восточной Азии Dischidia rafflesiana дает приют муравьям. Некоторые из его листьев илоски, другие вздуты и напоминают кувшинчики. Уиллис описывает их следующим образом:

«Каждый лист - это кувшинчик с завернутым внутрь краем, глубиной примерно 10 см. В него врастает придаточный корень, развивающийся возле на стебле или на черешке Кувшинчик... обычно содержит разный мусор, нанесенный гнездящимися там муравьями. В большинстве кувшинчиков скапливается дождевая вода... Внутренняя поверхность покрыта восковым налетом, так что сам кувшинчик впитать воду не может и ее всасывают корни.

Изучение развития кувшинчика показывает, что это лист, нижняя часть которого инвагинирована».

Введение

Каждый организм, в том числе и растения, имеет способность к воспроизведению себе подобных, чем и обеспечивается существование вида в пространстве и во времени, иногда очень длительное. При потере способности к воспроизведению виды вымирают, что неоднократно имело место в ходе эволюции растительного мира.

Растения размножаются половым и бесполым путем. Половое размножение состоит в том, что сливаются две клетки, носящие название гамет, причем, кроме слияния протоплазм, для полового размножения обязательно слияние ядер. Таким образом, слияние ядер - наиболее важный этап полового процесса, иначе называемый оплодотворением.

Главную роль в размножении растений играет опыление. Опыление - это процесс переноса пыльцевых зерен с тычинок на рыльце пестика. Этот процесс может происходить с помощью разных факторов, как биотических, так и абиотических.

В данной работе мы рассмотрим определение опыления, его виды. Подробнее будет рассмотрено и изучено перекрестное опыление и морфологические адаптации растений к нему.

Цель курсовой работы - рассмотреть и изучить морфологические адаптации покрытосеменных растений к перекрестному опылению.

1. Рассмотреть определение опыления.

2. Изучить виды опыления.

3. Рассмотреть более подробно перекрестное опыление.

4. Рассмотреть морфологические адаптации растений к перекрестному опылению.

Глава 1. Опыление как способ размножения покрытосеменных растений

1.1 Опыление как способ размножения

Опыление - это процесс переноса пыльцевых зерен с тычинки на рыльце пестика. Этот процесс может происходить с помощью разных факторов, как биотических, так и абиотических.

В классических работах по экологии опыления различают два понятия: автогамию, или самоопыление, при котором на рыльце попадает пыльца того же цветка, Если цветки находятся на одном растении, опыление называют гейтеногамией, если на разных - ксеногамией.

Резких различий между этими вариантами опыления нет. Гейтеногамия генетически эквивалентна автогамии, но требует участия тех или иных опылителей в зависимости от строения цветка. В этом отношении она сходна с ксеногамией. В свою очередь, ксеногамия может быть идентична автогамии, если опыляемые растения принадлежат одному клону, т.е. возникли вследствие вегетативного размножения одной материнской особи.

В связи с этим опыление сводят к двум типам: автогамии, или самоопылению, и перекрестному опылению.

1.2 Автогамия, или самоопыление

Этот тип опыления свойственен только обоеполым цветкам. Автогамия может быть случайной и регулярной.

Случайная автогамия - нередкое явление. Трудно перечислить все факторы, способствующие ее осуществлению. Важно только, чтобы была физиологическая совместимость пыльцевых зерен и рыльца пестика.

Регулярная автогамия может быть гравитационной, если пыльцевое зерно в силу своей тяжести падает на рыльце из находящегося над ним пыльника. Переносчиками пыльцевых зерен внутри цветка могут быть капли дождя, мелкие насекомые - трипсы, поселяющиеся в цветке. Чаще всего встречается контактная автогамия, при которой вскрывающийся пыльник соприкасается с рыльцем пестика (копытень). Автогамия тесно связана с временным фактором и условиями среды. У лобелии Дортманна (Lobelia dortmanna) (см. рис. 1) она происходит перед цветением, хотя у нее развиваются хазмогамные цветки с внешними атрибутами для привлечения опылителей.

Рисунок 1 - Лобелия Дортманна (Lobelia dortmanna)

У мышехвостника малого (MyosurusminimusL.) (см. рис. 2) самоопыление происходит в первую половину цветения, позднее оно невозможно. В цветках, в которых самоопыление осуществляется до цветения, часто редуцируются те или иные элементы. Крайнюю степень такой редукции представляют клейстогамные цветки.

Рисунок 2 - Мышехвостникмалый(Myosurus minimus L.)

У кислицы(Oxalis)(см. рис. 3) примерно через месяц после цветения, когда в их завязях уже развиваются семена, появляются мелкие (до 3 мм) клейстогамные цветки с околоцветником в виде мелких чешуек. Важная особенность клейстогамного цветка в том, что в нем никогда не вскрываются пыльники, но из находящихся в них пыльцевых зерен вырастают пыльцевые трубки, прободающие стенку пыльника и растущие в сторону рыльца, нередко изгибаясь при этом. Рыльце часто находится на верхушке завязи, столбика нет.

Рисунок 3 - Кислица обыкновенная (Oxalisacetosella)

Нередко клейстогамия имеет факультативный характер и появляется у растений только в определенных погодных условиях. Это встречается у частухи подорожниковой(Alismaplantago-aguatica), росянки, ковыля, у которого клейстогамные цветки развиваются при почвенной засухе и пониженной температуре. У пшеницы в теплую влажную погоду формируются хазмогамные цветки, а в засушливую и жаркую - клейстогамные.

В большинстве случаев клейстогамия возникает в нестабильных условиях обитания, неблагоприятных для перекрестного опыления.

1.3 Перекрестное опыление

Перекрестное опыление, или аллогамия, - тип опыления у покрытосеменных растений, при котором пыльца от андроцея одного цветка переносится на рыльце пестика другого цветка.

Различают две формы перекрестного опыления:

1. Гейтоногамия (соседнее опыление) - опыление, при котором пыльца из цветка одного растения переносится на рыльце пестика другого цветка на том же растении;

2. Ксеногамия - перекрестное опыление, при котором пыльца из цветка одного растения переносится на рыльце пестика в цветке другого растения.

С помощью перекрестного опыления осуществляется обмен генами, что поддерживает высокий уровень гетерозиготности популяции, определяет единство и целостность вида. При перекрестном опылении возрастают возможности рекомбинации генетического материала, образуются более разнообразные генотипы потомства в результате соединения наследственно разнообразных гамет, поэтому получается более жизнеспособное, чем при самоопылении, потомство с большей амплитудой изменчивости и приспособляемости к различным условиям существования. Т.о., перекрестное опыление биологически выгоднее самоопыления, поэтому оно закрепилось естественным отбором и стало господствующим в растительном мире. Перекрестное опыление существует у более 90% видов растений.

Перекрестное опыление может осуществляться как биотически (с помощью живых организмов), так и абиотических (посредством воздушных или водных потоков).

Перекрестное опыление осуществляется следующими способами:

а) Анемофилия (опыление с помощью ветра)

б) Гидрофилия (опыление с помощью воды)

в) Орнитофилия (опыление с помощью птиц)

г) Хироптерофилия (опыление с помощью летучих мышей)

д) Энтомофилия (опыление с помощью насекомых)

Глава 2. Морфологические адаптации растений к перекрестному опылению.

2.1 Анемофилия или опыление ветром

Ветроопыляемые растения чаще растут большими скоплениями, например, заросли орешника, березовые рощи. Рожь и кукурузу человек высевает на сотнях гектаров, а иногда и тысячах гектаров земли.

Летом над ржаным полем облаком поднимается цветочная пыльца. У ветроопыляемых растений созревает много пыльцы. Часть сухой и легкой пыльцы обязательно попадает на рыльца. Но большая часть пыльцы пропадает, не опыляя цветков. То же самое можно увидеть весной при цветении орешника, березы и других ветроопыляемых деревьев и кустарников. Ветром опыляются тополь, ольха, рожь, кукуруза и другие растения с невзрачными цветками.

Большинство деревьев, цветки которых опыляет ветер, цветет рано весной, до распускания листьев. Это обеспечивает лучшее попадания пыльцы на рыльца.

У растений, опыляемых ветром, не бывает ярких и душистых цветков. Невзрачные, обычно мелкие цветки, пыльники на длинных свисающих нитях, очень мелкая, легкая, сухая пыльца - все это приспособления к опылению ветром.

2.2 Гидрофилия или опыление водой

Гидрофилия имеет более древнее происхождение, поскольку считается, что первые высшие растения появились в воде. Однако большинство водных растений опыляется в воздухе, как и их наземные родственники. Для таких растений, как Nymphaea, Alisma и Hottonia, характерна энтомофилия, для Роtamogeton или Myriophyllum -- анемофилия, а для Lobelia dortman -- самоопыление. Но для опыления некоторых водных растений необходима водная среда.

Гидрофилия может происходить как на поверхности воды (эпгидрофилия), так и в воде (гипгидрофилия). Эти два типа опылений представляют собой дальнейшее развитие анемофилии или энтомофилии. Много мелких самоопыляющихся наземных растений могут цвести, будучи погруженными в воду; при этом функционирует механизм самоопыления, обычно заключенный в воздушном мешке внутри цветка. Наивысшую стадию такого развития представляют клейстогамные цветки.

Эпгидрофилия представляет собой уникальный вид абиотического опыления, поскольку в данном случае опыление происходит в двумерной среде. По сравнению с трехмерной средой, в которой происходят анемофилия или гипгидрофилия, этот вид опыления обеспечивает большую экономию пыльцы. При эпгидрофилии пыльца высвобождается из пыльников в воде и всплывает к поверхности, где находятся рыльца (Ruppia, Callitriche autumnalis). Пыльцевые зерна быстро распространяются по поверхностной пленке воды. В этом легко убедиться, наблюдая за цветущей Ruppia: маленькие желтые капли появляются на поверхности воды и быстро распространяются, подобно каплям жира; этому способствует маслянистый слой, покрывающий оболочку пыльцевого зерна.

Широко известен интересный случай опыления у Vallisneria, у которой вместо отдельных пыльцевых зерен на поверхность воды выходит весь мужской цветок; следовательно, пыльца даже не касается поверхности воды. Вокруг всплывающих женских цветков образуются небольшие воронки; плавающие рядом мужские цветки соскальзывают с края такой воронки к ее центру; при этом пыльники касаются рылец. В связи с таким эффективным способом опыления число пыльцевых зерен в мужских цветках сильно редуцировано. Механизмы типа «валлиснерия» обнаружены также у различных представителей Hydrocharitaceae, иногда, как, например, у Hydrilla, наряду с взрывающимися пыльниками. Подобный механизм опыления наблюдается и у Lemna trisulca, только на поверхность воды поднимается целиком все растение; а у Elodea при подобном механизме опыления на поверхность воды выносятся тычиночные цветки, которые частично прикреплены, а частично свободно плавают.

Гипгидрофилия описана для очень незначительного числа растений, например для Najas, Halophila, Callitriche hamulata и Ceratophyllum. Пока что их рассматривают просто как отдельные случаи, поскольку между ними, вероятно, мало общего, за исключением крайней редукции экзины. У Najas медленно опускающиеся пыльцевые зерна «ловятся» рыльцем.

Единица рассеивающейся пыльцы у Zostera имеет 2500 мкм в длину и гораздо больше напоминает пыльцевую трубку, чем пыльцевое зерно. Будучи очень подвижной, она быстро обвивается вокруг какого-либо объекта, встречающегося на пути, например, вокруг рыльца. Однако эта реакция носит совершенно пассивный характер. Морфология пыльцевого зерна Zostera может рассматриваться как крайний случай тенденции, которая, по-видимому, имеется и у других гипгидрофильных растений: быстро растущая пыльцевая трубка обеспечивает быстрое распространение пыльцевых зерен. У Cymodoceae описаны даже более удлиненные пыльцевые зерна (5000 -- 6000 мкм).

2.3 Орнитофилия или опыление птицами

Так как птицы хорошо летают и поверхность их тела не гладкая, у них хорошие внешние предпосылки для опыления. Никого не удивляет, что насекомые получают пищу из цветков, но при этом соответствующие действия птиц вызывают огромное удивление и размышления о том, как у них возникла «идея» использовать нектар цветков. Одной из выдвинутых идей была идея о том, что опыление возникло в результате поедания птицами цветков, а первично, возможно, было питание плодами. Было также предположено, что дятлы или дятлы-сокоеды (Sphyrapicus) иногда меняют свое питание и переходят на соки, вытекающие из дупел (некоторые из них также склевывают плоды; Dendrocopus analis -- плоды Cassia grandis). Третья группа «объяснений» предполагает, что птицы преследовали насекомых в цветках и, случалось, находили нектар или прокалывали сочные ткани; или сначала пили воду, собранную в цветках для утоления жажды, так как в тропических лесах вода труднодоступна для животных, обитающих в кронах деревьев. В том, что колибри первоначально преследовали насекомых в цветках, можно убедиться даже в наши дни. Быстрое всасывание нектара затрудняет его идентификацию в желудке птиц, тогда как не перевариваемые остатки насекомых легко распознаются. Однако в орнитологической литературе имеется большое число данных, свидетельствующих о том, что пищеварительные системы птиц бывают наполнены нектаром. Извлечение нектара с помощью прокалывания основания венчика является еще одним доказательством того, что все это делается ради добычи нектара. Насекомые не могут получать нектар таким путем. Некоторые колибри пристрастились к прокалыванию цветков -- подобно некоторым перепончатокрылым. Ни одно из насекомых не получает нектара из закрытых цветков Loranthaceae с острова Ява, которые открываются только под ударами птиц, ищущих нектар. То, что птицы посещают цветки, может быть подтверждено даже на очень старых музейных препаратах по наличию пыльцевых зерен в перьях или на клюве.

Колибри необходимо большое количество энергии, особенно при парении. Именно такими большими затратами энергии на парение и полет можно объяснить маленький размер этих птиц. После периода голодания запасы питательных веществ могут сильно понизиться, несмотря на низкие скорости метаболизма во время сна.

У опылителей с различными энергетическими бюджетами эффективность поглощения нектара и его метаболизм различны. Наличие цветков с большим количеством нектара является сигналом, заставляющим колибри захватывать и оборонять территории. Можно было бы сослаться на миграцию колибри в те места, где эти цветки многочисленны, в особенности в период размножения.

С точки зрения опыления было абсолютно не важно, посещают ли птицы цветки ради нектара или ради поимки насекомого, до тех пор, пока эти посещения не стали регулярными. Является ли нектар или насекомое, причиной посещения -- это проблема адаптации, а не функции. На Яве Zosterops посещает не орнитофильную Elaeocarpus ganitrus, чтобы собирать клещей, которые находятся в цветках в огромном количестве.

Несомненно, что птицы садились на цветки по всем упомянутым выше причинам. Даже если с точки зрения садовода цветки были повреждены, они были успешно опылены. Повреждение цветка само по себе не имеет большого значения, если не повреждается пестик. Ведь взрывные цветки тоже сами разрушаются.

Другие такие же случайные посещения цветков дистропными птицами недавно были зарегистрированы у мигрирующих в Англию птиц, прилетающих из более южных районов. Кэмпбелл наблюдал, как различные птицы в Англии преследовали насекомых в цветках и при этом на них попадало очень небольшое количество пыльцы.

Из этих примеров дистропных посещений цветков видно, что существует постепенный переход через определенных аллотропных птиц со смешанной диетой, в которой нектар составляет один из ингредиентов, к эутропным, в результате чего устанавливается истинная орнитофилия.

В течение длительного времени проводились наблюдения за посещениями цветков колибри. Орнитофилия как феномен, признанный с научной точки зрения, была установлена Трелизом в конце прошлого столетия, а Джохоу, Фриз и главным образом Верт изучили ее более подробно. Однако только тогда, когда Порш в 20-х годах нашего столетия собрал огромное количество данных и сделал убедительные выводы по поводу хорошо известных теперь явлений, орнитофилия была единодушно признана, даже если ее происхождение все еще вызывает споры.

Привычка собирать нектар, очевидно, является полифилетической, возникшей у различных групп птиц в различных районах. Наиболее известным примером высокой адаптации служат колибри (Trochilidae) Северной и Южной Америки. Колибри, вероятно, первоначальна были насекомоядными, но позже переключились на нектар; их птенцы помимо нектара все еще едят насекомых. То же самое наблюдается и у насекомых.

Другой американской группой более или менее эутропных птиц, питающихся цветками, являются гораздо менее важные птицы, питающиеся сахаром (Coerebidae). В Старом Свете у других семейств появились такие же признаки, как у колибри, даже если их адаптация обычно менее значительна. В Африке и Азии обитают нектарницы (Nectarinidae), на Гавайях -- гавайские цветочницы (Drepanididae), тесно связанные с местными лобелиями, в Индо-Австралийской области -- медоеды (Meliphagidae) и щеткоязычные медовые попугаи или небольшие попугаи лори (Trichoglossidaei).

Менее специализированные опылители цветков со смешанной диетой (аллотропные опылители) также активны, но как опылители в гораздо меньшей степени, особенно в более простых опыляемых птицами цветках (Bombax, Spathodea); это показывает, что цветы и их птицы, возможно, развивались параллельно, влияя друг на друга. Опылители имеются во многих других семействах, например у некоторых тропических соловьев (Pycnonotidae), у скворцов (Sturnidae), иволги (Oriolidae) и даже среди тропических дятлов (Picidae), где бахрома на кончике языка служит первым признаком морфологической адаптации.

Цветососовые (Dicaeidae) посещают разнообразные цветки, демонстрируя при этом любопытную «специализацию» к одной группе растений, а именно к тропическим Loranthoideae, у которых они не только посещают орнитофильные цветки, но также приспосабливаются к перевариванию плодов и распространению семя. Наиболее старые наблюдения об опылении птицами в Новом Свете были сделаны Кейтсби и Рамфиусом в Старом Свете.

Районы, в которых найден какой-либо тип орнитофилии, практически охватывают Американский континент и Австралию и далее тропическую Азию и пустыни Южной Африки. Согласно Верту, Израиль является северной границей этой области, причем Cinnyris посещает цветки красной Loranthus, а. недавно Галил сообщил об изобилии этих птиц на растущих в садах растениях.

В горах Центральной и Южной Америки число орнитофильных видов необыкновенно велико. Если пчелы имеются на высоких возвышенностях Мексики, то они так же эффективны в качестве опылителей, как и птицы, за исключением того, что при неблагоприятных условиях птицы эффективнее. Однако виды Bombus не очень чувствительны к климату. Их присутствие может полностью изменить картину, как это показано ван Леувеном. На подобные результаты опыления Rhododendron в горах Папуа указывает Стивене.

Очевидно, что в Австралии и Новой Зеландии число эутропных опыляющих насекомых также низко и функцию высших пчел, выполняемую ими на других континентах, берут на себя птицы.

Отдельные случаи питания цветками у различных групп птиц, их географическое распространение и одиночные случаи орнитофильных типов цветков во многих группах растений -- все это указывает на то, что орнитофилия возникла относительно недавно.

Способность парить, хорошо развитая у колибри, редка у других групп птиц; она наблюдается, например, у питающихся медом Acanthorhynchus и плохо развита у азиатских Arachnothera. Некоторые птицы могут парить в потоке сильного встречного ветра.

Яркость оперения, приводящая к значительному сходству окраски птиц и цветков, может показаться довольно странной. У нас есть основание рассматривать этот факт с точки зрения защитной окраски. Ван дер Пэйл наблюдал, что хорошо заметная стая красно-зеленых Loriculus (яркоокрашенных висячих попугаев) становится незаметной при посадке на цветущую Erythrina. Очевидно, эти животные в значительной степени уязвимы, когда они неподвижны во время еды.

Грант утверждал, что «постоянство» к цветкам слабо развито у птиц и что их особенности питания слишком сложны. Сведения об эволюции постоянства к цветкам у разных авторов различны. Сноу и Сноу предполагают очень близкую связь -- монотропную, по нашей теперешней терминологии, -- между Passijloramixta и Ensiferaensifera. Очевидно, связь между различными видами колибри и растениями, дающими им пищу, сильно варьирует, начиная от строгой территориальности и до весьма неэффективной стратегии последовательных посещений, когда птицы используют любой доступный источник нектара. Необходимо учитывать также возможность научения у птиц. Если допустить разнообразие, то непостоянство может быть обусловлено отсутствием должного различия между обманом и предпочтительным постоянством. Птицы питаются любой пищей, естественно поэтому, что, если происходит обильное цветение и в наличии большое количество нектара, очевидное предпочтение птиц в этом случае будет просто вопросом статистики и не будет зависеть от пищи как таковой. Если такое цветение отсутствует, то они могут перелетать от одного вида к другому или даже использовать другую пищу. Любое наблюдаемое постоянство будет производить сильное впечатление, даже если длина трубки цветка, длина клюва, состав нектара и т. д. могут играть роль в селекции цветков. При чрезвычайных обстоятельствах птицы едят цветы. Джохоу заметил в Чили, что колибри могут даже переключаться на европейские фруктовые деревья или виды Citrus. Хемитропные птицы более часто переключаются на плоды. В тропиках птицы особенно предпочитают свежие цветущие деревья. Экологическое значение этого, конечно, не абсолютно, а относительно и может иметь селективное значение.

Филогенетическое развитие тропических видов растений и наиболее высокоразвитых групп опылителей привело к определенному и легко распознаваемому синдрому опыления птицами, исключающему других опылителей. Любые случайные комбинации в данном случае невозможны. Обоюдная зависимость хорошо прослеживается на примере гавайских цветочниц Drepanididae и опыляемых ими цветков, которые, когда птицы были истреблены, стали автогамными.

Для дифференциальной диагностики классов орнитофильных цветков и цветков, опыляемых дневными чешуекрылым. Различия -- довольно неотчетливые, особенно у американских растений.

Некоторые опыляемые птицами цветки принадлежат к щетковидному типу (Eucalyptus, головки Proteaceae и Compositae), другие -- к типу цветков с зевом с наклонным профилем (Epiphyllum) или к трубчатому (Fuchsiafulgens). Типично орнитофильными являются некоторые мотыльковые.

Тот факт, что орнитофильными оказываются различные типы цветков, свидетельствует о недавнем развитии орнитофилии, находящейся на вершине предшествующих экроморфологических организаций, определяющих типы строения и т. п., но приводящих к вторичной конвергенции столбика. Отдельные случаи сходства между неродственными цветками, рассматриваемые некоторыми морфологами как таинственная «повторяемая пара», другими -- как ортогенетические, вероятно, представляют собой параллельную адаптацию в сфере опыления.

Эффективность этого синдрома доказывается тем, что типичные цветки, опыляемые птицами, произрастая в европейских садах, привлекают внимание короткоклювых, неадаптированных дистропных птиц, а также тем, что птицы, опыляющие цветки, немедленно распознают и затем пытаются использовать цветки опыляемых птицами интродуцированных растений. Размер цветка не входит в синдром. Многие цветки, опыляемые птицами, сравнительно малы. Цветки, опыляемые птицами, обычно глубокие, не принадлежат к какому-либо одному определенному классу, однако наиболее характерны среди них щетковидные и трубчатые.

Чувствительность к различным областям спектра у разных видов птиц варьирует. У одного из видов колибри (Huth) был обнаружен сдвиг к коротковолновой области спектра по сравнению с видимым спектром человека.

У Columneaflorida птиц привлекают красные пятна на листьях, тогда как сами цветки спрятаны. Поскольку это пятно не воспроизводит форму цветка, можно предположить высокую степень умственной интеграции у опыляющих Columneaflorida птиц.

К цветкам с яркой, контрастной окраской следует отнести цветки у видов Aloe, Strelitzia и многих бромелиевых.

Переход к орнитофилии в основном произошел недавно, но у некоторых групп орнитофилия представляется более давней. Порш выделил надродовую группу у Cactaceae (AndineLoxantocerei), у которой, по-видимому, орнитофилия в трибе закрепилась. Сноу и Сноу дают другие примеры коэволюции орнитофильных цветков и их опылителей.

Среди Euphorbiaceae с плотным циатием Poinsettia имеет крупные железки и красные прицветники, привлекающие колибри. Для рода Pedilanthus характерна еще более высокая специализация, появившаяся с начала третичного периода, причем у этого рода железки находятся в шпорцах, цветки прямостоячие и зигоморфные.

Даже у орхидных, имеющих превосходных опылителей -- пчел, некоторые виды переключились на орнитофилию в бесконечных поисках новых опылителей, типичных для этого семейства. У южноафриканского рода Disa некоторые виды, вероятно, стали орнитофильными. Поэтому опыляемые бабочками цветки этого рода уже красные, со шпорцем и с редуцированной верхней губой. То же самое происходит и у Cattleyaaurantiaca и у некоторых видов Dendrobium в горах Новой Гвинеи. Посещение птицами цветков Elleanthuscapitatus и Masdevalliarosea наблюдал Додсон.

2.4 Хироптерофилия или опыление летучими мышами

Как и у птиц, поверхность тела летучих мышей не гладкая, поэтому они обладают большой способностью удерживать пыльцу. Они также летают быстро и могут перемещаться на большие расстояния. В фекалиях летучих мышей была обнаружена пыльца растений, находящихся на расстоянии 30 км. Поэтому не удивительно, что летучие мыши -- хорошие опылители.

Первые осознанные наблюдения над посещением цветков летучими мышами были сделаны Бюрком в Бийтензоргском (теперь Богорском) ботаническом саду. Он наблюдал, что плодоядные летучие мыши (вероятно, Cynopterus) посещали соцветия Freycinetiainsignis, растения, которое, как сейчас известно, полностью хироптерофильно, в отличие от его близкородственного орнитофильного вида.

Позже некоторые авторы описали и другие случаи, причем пример с кигелией (Kigelia) стал классическим. Уже в 1922 г. Порш высказывал определенные соображения относительно хироптерофилии, отмечая ее характерные признаки и предсказывая многие возможные примеры

Благодаря работам ван дер Пэйла на Яве, Фогеля в Южной Америке, Джегера, а также Бейкера и Харриса в Африке опыление летучими мышами сейчас выявлено во многих семействах растений. Оказалось, что некоторые растения, ранее считавшиеся орнитофильными, опыляются летучими мышами (например, виды Marcgravia).

Летучие мыши, как правило, насекомоядны, но, как в Старом, так и Новом Свете независимо появились растительноядные летучие мыши. Возможно, эволюция шла через плодоядность к использованию в пищу цветков. Питающиеся плодами летучие мыши известны в двух подотрядах, населяющих различные континенты, а для африканских Pteropinae характерна смешанная диета. Полагают, что, как и у колибри, питание нектаром развилось в результате охоты за насекомыми в цветках.

В литературе часто упоминается о наблюдениях Харта в Тринидаде в 1897 г., проведенных им на Bauhiniamegalandra и Eperuafalcata, смущающих неверными выводами.

В восточной части Индонезии и Австралии Cynopterus и Pteropus разрушают многие цветки Eucalyptus, что свидетельствует о несбалансированных до сих пор условиях опыления.

Macroglossinae более приспособлены к цветку, чем даже колибри. В желудках этих животных, отловленных на Яве, обнаружены только нектар и пыльца, причем последняя в таких больших количествах, что ее случайное использование совершенно исключено. Очевидно, пыльца является в данном случае источником белка, который их предки получали из сока плодов. У Glossophaginae использование пыльцы хотя и обнаружено, но кажется менее существенным.

Хоуэлл придерживается мнения о том, что Leptonycteris удовлетворяет свои потребности в белке за счет пыльцы, причем белок в пыльце не только высокого качества, но и в достаточном количестве. Она утверждает также, что химический состав пыльцы цветков, опыляемых летучими, мышами, приспособлен к использованию ее именно этими животными и отличается от состава пыльцы родственных видов, которые опыляются другими животными. Это можно рассматривать как относящуюся к цветкам часть коэволюции синдрома хироптерофилий. До сих пор не выяснен вопрос относительно африканских питающихся плодами летучих мышей, заглатывающих пыльцу.

Было обнаружено, что в классе цветков, опыляемых летучими мышами, прослеживается ранняя боковая ветвь эволюции, образующая сдой собственный подкласс, для которого единственным опылителем является Pteropineae. В этих цветках твердая пища (с характерным запахом) представлена только специализированными структурами. Здесь нет ни нектара, ни больших масс пыльцы. Freycinetiainsignis имеет сладкий прицветник, вид Bassia -- очень сладкий и легко отделяющийся венчик. Возможно, другой вид Sapotaceae, а именно африканская Dumoriaheckelii, также принадлежит к этому подклассу.

Возможность опыления летучими мышами белоцветковой древесной стрелиции (Strelitzianicolai) в восточной области полуострова Кейп-Код необходимо исследовать.

Pteropinae заходит за широту Кантона. Восточная тихоокеанская граница проходит острым выступом через Каролинские острова к Фиджи. Известно, что Macroglossinae посещали цветки в Северной Австралии (интродуцированные Agave), однако местная Adansoniagregorii имеет все признаки, характерные для хироптерофилии; следовательно, хироптерофилия должна также существовать и на этом континенте.

Знание особенностей опыления летучими мышами может помочь в разрешении загадок происхождения растений. Хироптерофильный цветок Musafehi свидетельствует о том, что этот вид был интродуцирован на Гавайи, где нет летучих мышей. Хироптерофилия могла иметь место на его родине, в Новой Каледонии, откуда, как установлено несколькими ботаниками, он и происходит.

Точно так же некоторые виды Glossophaginae Нового Света обладают более длинной мордочкой и языком, чем их насекомоядные родственники. У Musonycterisharrisonii длина языка 76 мм, а длина тела 80 мм. Фогель считает, что волоски шерсти Glossophaga особенно хорошо приспособлены к переносу пыльцы, поскольку они снабжены чешуйками, сходными по размеру с чешуйками на волосках, покрывающих брюшко шмеля.

Физиология органов чувств Megachiroptera отклоняется от того, что мы обычно наблюдаем у летучих мышей. Глаза большие, иногда со складчатой сетчаткой (позволяющей быструю аккомодацию), со множеством палочек, но без колбочек (что обусловливает цветовую слепоту). На ночных фотографиях у поедающих плоды Epomopsfranqueti видны огромные, почти такие же как у лемура, глаза. Восприятие запаха, вероятно, играет более важную роль, чем обычно (разделенные перегородками большие носовые полости), а сонарный (слуховой) аппарат развит хуже. По данным Новика, органы сонарной локации имеются у Leptonycteris и других опыляющих Microchiroptera. У американских летучих мышей со смешанным питанием -- нектар, плоды и насекомые -- сонарный аппарат интактный. Они совершают длительные полеты с очень недолгими посещениями иногда довольно бедных цветков, имеющих менее жесткий венчик (в этом случае чаще наблюдаются парящие посещения).

Macroglossinae имеют мощный полет, который на первый взгляд напоминает полет ласточек. Некоторые виды могут парить почти так же, как колибри. Сходные данные были получены для Glossophaginae .

Наличие определенной гармонии между цветком и животными по структуре и физиологии позволяет создать концепцию о существовании особого типа цветка, опыляемого летучими мышами. Вторичное самоопыление у Ceiba или даже партенокарпия, как у культивируемой Musa, может причинить лишь вред.

Примечательно, что хотя развитие хироптерофилии в Америке происходило независимо и, вероятно, намного позже, чем где-либо, и хотя рассматриваемые летучие мыши развились как независимая линия довольно поздно, основные признаки, составляющие синдром хироптерофилии, одинаковы во всем мире. Во всех районах цветки, опыляемые летучими мышами, и летучие мыши, опыляющие цветки, взаимно приспособлены. Это указывает на общие черты в физиологии всех рассматриваемых летучих мышей. Иногда также в основе развития хироптерофилии в различных линиях могут лежать общие признаки семейств растений.

Многие цветки раскрываются незадолго до наступления темноты и опадают ранним утром. Поскольку время активности дневных птиц и сумеречных летучих мышей, а также время раскрывания цветков, опыляемых птицами и летучими мышами, перекрывается, неудивительно, что некоторые хироптерофильные растения посещаются птицами. Верт, очевидно, никогда не проводил ночных наблюдений и поэтому приводит Ceiba и Kigelia в списке орнитофильных растений, хотя птицы лишь грабят эти цветки.

Цветки, опыляемые летучими мышами, по внешнему виду похожи на цветки, опыляемые колибри, но только ярче выражены. Часто наблюдается флагеллифлория (пендулифлория), причем цветки свободно свисают на длинных висячих стебельках (Adansonia, Parkia, Marcgravia, Kigelia, Musa, Eperua). Это наиболее очевидно у некоторых видов Мисипа, у которой побеги длиной до 10 м или больше выносят элементы аттрактации из листвы.

У Markhamia, Oroxylum наблюдается также тип подушечки для булавок с тугими стебельками, которые приподнимают цветки вверх. Гигантское соцветие агавы говорит само за себя. Благоприятна также структура, напоминающая пагоду у некоторых Bombacaceae.

Явление хироптерофилии объясняет также, почему каулифлория, лучше всего приспособленная к посещениям летучих мышей, практически ограничена тропиками и обнаружена всего в 1000 случаях. Хорошие примеры представляют собой Cres"centia, Parmentiera, Durio и Amphitecna. Во многих родах (Kigelia,Мисипа) флагеллифлория и каулифлория наблюдаются одновременно у одного и того же вида; в других случаях эти признаки встречаются у различных видов.

Каулифлория представляет собой вторичное явление. Ее экологическая природа согласуется с результатами исследований ее морфологической основы. Многочисленные случаи не имели таксономической морфологической, анатомической и физиологической общности.

В большинстве примеров каулифлории, где цветок не был хироптерофильным, обнаружена другая связь с летучими мышами, а именно хироптерохория -- распространение семян плодоядными летучими мышами. В этом случае летучие мыши оказали более раннее и более широко распространенное влияние на тропические плоды, в том числе на цвет, положение и запах. Этот более старый синдром точно соответствует более новому синдрому хироптерофилии. Базикауликарпия может также быть связана с синдромом заурохории (распространение семян рептилиями), явлением, более древним, чем покрытосемянность.

Последовательность периодов цветения необходима как для растения, так и для летучих мышей. На Яве на больших плантациях Ceiba, для которой характерен определенный период цветения, летучие мыши посещали цветки только в местах, близких к садам с Musa, Parkia и т. д., где они могли питаться тогда, когда Ceiba не цветет.

В целом относительно молодая природа хироптерофилии отражена в распределении цветков, опыляемых летучими мышами среди семейств растений. Так, у Ranales летучие мыши поедают плоды, но не посещают цветки. Опыление цветков летучими мышами имеет место в весьма эволюционно продвинутых семействах, начиная от Capparidaceae и Cactaceae, и сосредоточено в основном у Bignoniaceae, Bombacaceae и Sapotaceae. Многие случаи полностью изолированы.

Некоторые семейства (Bombacaceae и Bignoniaceae), характеризующиеся хироптерофилией, очевидно, развивались независимо друг от друга в Старом и Новом Свете, вероятно, на основе каких-то преадаптаций. Возможно, это также могло случиться в некоторых родах, таких, как Мисипа и особенно Parkia, которые рассмотрели Бейкер и Харрис с точки зрения отмеченных представлений.

Точно так же Bignoniacae и Bombacaceae, подобно Мисипа и Musa, характеризуются некоторыми промежуточными типами, которые опыляются и птицами, и летучими мышами. Bombaxmalabaricum (Gossampinusheptaphylla) -- орнитофилен, но не полностью, поэтому он имеет открытые красные чашеобразные дневные цветки. Цветки этого растения, однако, обладают запахом летучей мыши, что присуще хироптерофильному близкому виду valetonii. На Яве летучие мыши пренебрегают цветками malabaricum, но в тропических районах южного Китая их поедает Pteropinae. Представляется, что хироптерофилия произошла от орнитофилии у Bignoniaceae; у Bombacaceae и Musa, вероятно, произошла реверсия, и субтропические виды опыляются птицами. Переход от опыляемых бражниками цветков у Cactaceae уже рассматривался.

Еще слишком рано пытаться дать количественный анализ связей и их генетических последствий. Иногда летучие мыши (особенно медлительные Pteropinae) ограничиваются одним деревом, что приводит к самоопылению. Macroglossinae, характеризующиеся быстрым полетом, делают круги вокруг деревьев, и очевидно, прекрасно помнят пространственные отношения. Однако при исследовании пыльцы на шерсти и особенно больших скоплений пыльцы в желудках было обнаружено, что им не свойственно постоянство к цветкам. Не ясно также, как сохраняется генетическая чистота у родственных хироптерофильных видов, например у дикого вида Musa, и сохраняется ли она вообще.

2.5 Энтомофилия или опыление насекомыми

Насекомых в цветках привлекают пыльца и сладкий сок нектар. Его выделяют особые железки -- нектарники. Они расположены внутри цветка, часто у основания лепестков. Пыльца и сладкий нектар -- пища многих насекомых.

Вот на соцветие села пчела. Она быстро пробирается к скрытым в глубине цветка хранилищам нектара. Протискиваясь среди пыльников и касаясь рыльца, пчела сосет нектар хоботком. Ее мохнатое тельце покрылось желтой пыльцой. Кроме того, пчела собрала пыльцу в специальные корзиночки на задних лапках. Проходит несколько секунд, и пчела покидает один цветок, перелетает на другой, третий и т. д.

Крупные одиночные цветки, собранные в соцветия мелкие цветки, яркая окраска лепестков или листочков простого околоцветника, нектар и аромат -- признаки насекомоопыляемых растений. Цветки душистого табака раскрываются только с наступлением сумерек. Они сильно пахнут. К ночи аромат усиливается, и белые крупные цветки еще издали привлекают ночных бабочек.

Крупные, ярко окрашенные лепестки мака и обилие пыльцы в цветке -- хорошая приманка для красивых золотисто-зеленых жуков-бронзовок. Они питаются пыльцой. Перемазавшиеся в пыльце бронзовки перелетают с одного растения на другое и переносят прилипшие к телу пылинки на рыльца пестиков соседних цветков.

Есть растения, цветки которых опыляются только определенными насекомыми. Например, львиный зев опыляется шмелями. Во время цветения в сады привозят ульи с пчелами. Пчелы в поисках корма опыляют цветки плодовых деревьев, и урожай плодов повышается.

Цветки, полагающиеся в столь важном деле на насекомых, поражают многообразием форм и оттенков и почти все ярко окрашены. Однако во всем этом разноцветье можно проследить общее для всех строение. Типичный цветок представляет собой цветоложе, окруженное листьями, которые приобрели форму лепестков и тычинок.

Некоторое сходство с листочками сохранила лишь чашечка, сформированная из зеленых чашелистиков и образующая наружный круг околоцветника. Скрывающие бутон чашелистики у маковых отпадают при распускании цветка, а у томатов или клубники сохраняются до полного вызревания плода.

Над чашечкой расположены более крупные и ярко окрашенные лепестки, хотя у таких опыляемых ветром цветков, как прибрежник одноцветковый (Littorella unijlora), они вовсе отсутствуют. В некоторых видоизмененных лепестках скрыты нектарники - группы клеток, вырабатывающих сладкий нектар для привлечения насекомых. Нектарники могут иметь вид мешочков у основания лепестков, как у лютика, или длинных шпорцев, как у фиалок. Шпорцы обычно привлекают опылителей с длинными хоботками -бражников и бабочек.

Чашелистики и лепестки вместе образуют околоцветник, хотя садоводы чаще обозначают этим термином сросшиеся околоцветники, как у нарциссов. Совокупность всех лепестков называется венчиком. Здесь же расположены и половые органы цветка. Женский орган - пестик - состоит из завязи, столбика и рыльца, на котором оседает пыльца. Столбик окружен мужскими органами (тычинками), каждая из которых представляет собой тонкую стебельчатую нить с пыльником на верхушке.

В зависимости от положения завязи различают верхнюю, когда лепестки и чашелистики расположены под ней, и нижнюю, когда части цветка находятся над завязью. У некоторых цветков - например, у лютиков - в одном венчике собраны несколько пестиков, содержащих все женские органы; другие могут иметь сросшиеся пестики, иногда с одним на всех столбиком, иногда - с несколькими.

Большинство цветковых растений обоеполы, однако некоторые из них избрали иной путь развития. Почти у всех видов осоки (все они опыляются ветром) на одном растении присутствуют мужские и женские цветки, а у опыляемого насекомыми падуба однополые цветки растут на отдельных мужских и женских растениях.

Если тюльпан выбрасывает только один цветок, то, например, цветы ландыша собраны в соцветие на одной цветоножке, привлекая насекомых своим видом и нежным благоуханием. Некоторые невзрачно цветущие растения заманивают опылителей, окружая цветки ярко окрашенными листьями. Огненно-красные «лепестки» пуансетии (Euphorbia pulcherti) - на самом деле видоизмененные листья, или прицветники. Настоящих цветков обычно никто, кроме насекомых, не замечает.

Заключение

Проделав данную работу, мы выяснили, что опыление является основным способом размножения покрытосеменных растений, существуют 2 типа опыления: автогамия (самоопыление) и перекрестное опыление.

В работе были рассмотрены и изучены морфологические адаптации цветковых растений к перекрестному опылению, такие как опыление ветром, водой, птицами, насекомыми и летучими мышами.

В данной работе была выполнена цель и раскрыты все задачи.

опыление покрытосеменной растение морфологический

Список литературы

1. Андреева И.И., Родман Л.С. Ботаника. Учебник для вузов. - М., КолосС, 2002, 488 с.

2. Бавтуто Г.А., Еремин В.М. Ботаника: морфология и анатомия растений. - Минск, 1997, 375 с.

3. Васильев А.Е., Воронин Н.С., Еленевский А.Г., Серебрякова М.И. Ботаника. Морфология и анатомия растений. - М. Просвещение, 1988, 528 с.

4. Воронова О.Г., Мельникова М.Ф. Ботаника. Морфология и анатомия растений - Тюменский государственный университет, 2006,228 с.

5. Еленевский А.Г., Соловьев М.П., Тихомиров В.Н. - М., Академия, 2006. - 320 с.

6. Корчагина В.А. Биология - Растения, бактерии, грибы, лишайники. - М., 1993. - 257 с.

7. Курсанов Л.И., Комарницкий Н.А., Мейер К.И. Ботаника: в двух томах. Том 1. Анатомия и морфология растений; изд-во Учпедгиз, 1950, 495 с.

8. Лотова Л.И. Ботаника. Морфология и анатомия высших растений, 2010

9. Б.М. Миркин, Л.Г. Наумова, А.А. Мулдашев. Высшие растения - М.: Логос, 2001. - 264 с.

10. Тимонин А.К. ботаника. Высшие растения. В четырех томах. Том 3. - М. 2006, 352 с.

11. Тутаюк В.Х. - Анатомия и морфология растений - М., 1980, 318 с.

12. Положий А.В., Высшие растения. Анатомия, морфология, систематика - Томск, ТГУ, 2004, 188 с.

13. Пономарёв А.Н., Демьянова Е.И., Грушвицкий И.В. Опыление. Жизнь растений. - М. просвещение, 1980, 430 с.

14. Хржановский В.Г., Пономаренко С.Ф. Ботаника. - М., Агропромиздат, 1988, 348 с.

15. Яковлев Г.П. Ботаника - СпецЛит СПХФА, 2001, 647 с.

Подобные документы

Опыление как жизненно важный процесс для всех цветковых растений, разновидности. Приемы адаптации растений к насекомым. Селекция цветов, алгоритм наследования нужных признаков у растений. Секреты опыления плодовых культур. Роль пчел в процессе опыления.

реферат , добавлен 07.06.2010

Общая характеристика цветковых растений, их отличие от голосеменных. Типы завязей. Строение растений: цветоножка, цветоложе, чашелистики. Общая схема строения цветка. Жизненный цикл цветкового растения. Двойное оплодотворение. Опыление ветром, насекомыми.

презентация , добавлен 09.04.2012

Основные способы увеличения надземной массы и площади поверхности растения. Строение травянистых и деревянистых кормофитов. Виды корневых систем, побегов, листов и цветков, соцветий и плодов. Морфология растений, их органы размножения и способы опыления.

контрольная работа , добавлен 12.11.2010

Исследование однодольных растений как второго по величине класса покрытосеменных или цветковых. Хозяйственное значение и характерные признаки ароидных, осоковых и пальмовых семейств. Изучение размножения, цветения, развития корней и листьев растений.

реферат , добавлен 17.12.2014

Морфологические особенности двудольных растений. Двудольные как группа цветковых растений. Строение семян цветковых растений. Вегетативные и репродуктивные органы. Значение в хозяйственной деятельности человека. Эфиромасличные и декоративные растения.

презентация , добавлен 19.01.2012

Характеристика основных групп растений по отношению к воде. Анатомо-морфологические приспособления растений к водному режиму. Физиологические адаптации растений, приуроченных к местообитаниям разной увлажненности.

курсовая работа , добавлен 01.03.2002

Митохондрии, рибосомы, их структура и функции. Ситовидные трубки, их образование, строение и роль. Способы естественного и искусственного вегетативного размножения растений. Сходство и различие голосеменных и покрытосеменных растений. Отдел Лишайники.

контрольная работа , добавлен 09.12.2012

Вегетативное размножение - размножение растений при помощи вегетативных органов: ветвей, корней, побегов, листьев или их частей. Преимущества вегетативного размножения. Разные способы размножения растений, методы выращивания растений семенным способом.

реферат , добавлен 07.06.2010

Понятие жизненной формы в отношении растений, роль внешней среды в ее становлении. Габитус групп растений, возникающий в результате роста и развития в определенных условиях. Отличительные черты дерева, кустарника, цветковых и травянистых растений.

реферат , добавлен 07.02.2010

Число цветков в соцветии. Взаимоотношения между соцветиями и опылителями. Теории о первичности происхождения одинокого цветка или соцветия. Опыление пчелами, птицами и летучими мышами. Типы ветвления цветоносных осей, степень их разветвленности.

Поскольку в Европе нет позвоночных-опылителей, они не упоминаются в трудах классиков экологии опыления, однако совершенно ясно, что позвоночные играют очень важную роль на других континентах.

Сравнивая позвоночных-опылителей с беспозвоночными, надо иметь в виду, что позвоночные, в особенности теплокровные, характеризуются более высокими, постоянными и более сложными пищевыми потребностями, чем взрослые формы насекомых, и что они нуждаются в относительно большем количестве белков в сочетании с высокоэнергетической пищей - углеводами или жирами. Потребность в белке обычно удовлетворяется за счет других источников еще до того, как они посетят цветок. Однако есть случаи, когда птицы и некоторые летучие мыши, поедающие пыльцу, частично или полностью удовлетворяют ею потребности в белковой пище.

Пыльца была обнаружена в желудке у колибри в различных музеях. Порш (Porsch, 1926 а) сообщал о нектарнице Anthotreptes phoenicotis, собирающей пыльцу Casuarina, обычно опыляемой ветром. Черчиль и Христенсен (Churchill, Christensen, 1970) отмечают, что щетиноязычные попугаи (Glossopsitta porphyrocephala) пользуются языком для сбора пыльцы Eucaliptus diversifolia. Нектар, когда он вытекает из этих же цветков, используется как дополнительная пища. В этой комбинации пыльца дает больше пищи, чем нектар, который обычно не может образоваться в количестве, достаточном для такой большой птицы (приблизительно 50 г).

По данным Марча и Сэдлера (March, Sadleir, 1972), голуби в Северной Америке определенную часть года питаются пыльцой Tsuga. Несомненно, со временем будут обнаружены и другие случаи, и тогда можно будет показать, что тот же самый путь эволюции, который привел к зависимости цветков от беспозвоночных (пчел), существует и у позвоночных, удовлетворяющих свои энергетические потребности и потребности в белках за счет цветков.

Нет никаких данных, свидетельствующих о том, что пыльца служила первичным аттрактантом для позвоночных. Исходным аттрактантом явился сахар, и он имеется почти во всех случаях. Между прочим, легкоусвояемые сахара необходимы для животных, характеризующихся таким высоким уровнем метаболизма, как колибри, съедающая в день такое количество пищи, которое в 2 раза превышает ее собственный вес.

Энергия, заключенная в насекомых как пище, может быть ничтожно малой по сравнению с энергией сахара, но насекомые как пища очень важны из-за содержащихся в них химических компонентов.

Другое очень важное различие между позвоночными и насекомыми - большая продолжительность жизни первых, по крайней мере год или более по сравнению с несколькими весенними неделями, реже несколькими месяцами активной жизни взрослых насекомых. Позвоночные нуждаются в пище круглый год. Поэтому позвоночные-опылители обитают преимущественно в тропиках * , где цветки доступны в течение всего года. Птицы в какой-то степени компенсируют сезонное отсутствие цветков за счет миграций. Колибри движутся на север в США, Канаду и даже на Аляску, следуя за цветущими растениями, к которым они адаптированы. Робертсон нашел, что появление Trochilus colubris в Иллинойсе совпадает с цветением орнитофильных видов Lobelia, Tecoma, Castilleja, Lonicera и других. Некоторые выносливые мигранты могут отказаться от красного клевера, люцерны или даже от расклевывания фруктов, переходя, таким образом, на более примитивную пищу. При чтении соответствующей литературы часто складывается такое впечатление, что позвоночные, посещающие цветки, предпочитают в качестве энергии нектар, но они могут также использовать и другие источники энергии. Некоторые птицы (и летучие мыши?), вероятно, не могут переходить на другую пищу и зависят от снабжения постоянной пищей круглый год.

* (Именно ровность тропического климата, т. е. отсутствие сезонных изменений, а не высокие температуры (Troll, 1943) имеет огромное значение; об этом свидетельствует наличие позвоночных опылителей довольно высоко в горах (например, Vogel, 1958), даже в районах, где регулярны ночные заморозки (в высокогорных областях Африки) и где насекомые вынуждены прекращать свою активность, защищаясь от превратностей климата (Hedberg, 1964). )

Многие мелкие растительноядные или всеядные позвоночные, особенно млекопитающие, такие, как белки и низшие приматы (Petter, 1962), обитают в кронах деревьев и питаются цветками, частями цветков или высасывают нектар. Многие, вероятно большинство из них, разрывают цветки, хотя даже они могут более или менее случайно оставить несколько опыленных пестиков. Для того чтобы выявить связи между возможными регулярными опылителями и цветками, которые они опыляют, было проведено много исследований. Довольно неожиданный случай, который, очевидно, следует принять как установившиеся взаимоотношения, - это случай опыления исходно орнитофильного Freycinetia arborea крысами на Гавайях. Ночью крысы (Rattus hawaiensis) поднимаются на деревья, чтобы питаться сочными прицветниками, и в это время переносят пыльцу (Degener, 1945). Имеются данные (Сое, Isaac, 1965) об опылении Adansonia) digitata мелкими приматами (толстохвостыми галаго, Galago crassicaudatum). Несомненно, и другие примитивные приматы также производят опыление. Их неспособность летать ограничивает не только передвижение от одного растения к другому, но и активность как перекрестных опылителей. До некоторой степени это компенсируется большим количеством пыльцы, которая прилипает к их шерсти.

В изучении распространения позвоночных, особенно четвероногих опылителей, в последние годы были сделаны большие успехи. Зуссман и Равен (Sussman, Raven, 1978) опубликовали обзор, посвященный опылению лемурами и сумчатыми. Джензен и Терборг (Janzen, Terborgh, 1979) приводят примеры опыления приматами в лесах Амазонки. Рурке и Вайнс (Rourke, Wiens, 1977) приводят данные, свидетельствующие о конвергентной эволюции южноафриканских и австралийских Proteaceae и соответственно грызунов и сумчатых.

Многие из этих предполагаемых или сомнительных опылителей всеядны и не имеют никаких специальных адаптации для посещения цветков. Другие более или менее специализированы, например мелкие сумчатые юго-западной Австралии Tarsipes spencerae (поссум-медоед, или нулбенгер) представляют собой в этом отношении высший тип (Glauert, 1958). Эти животные напоминают землероек, длина их тела около 7 см, длина хвоста 9 см. Их мордочки сильно удлинены, большая часть зубов редуцирована или отсутствует, но язык очень длинный, расширяющийся, червеобразный. Его наружная часть похожа на щетку и хорошо приспособлена для сбора нектара из узких трубок цветков. Вероятно, их главная пища - нектар различных Proteaceae. Источник белка пока не известен.

Кроме Tarsipes Моркомб (Morcombe, 1969) описал там же другое антофильное сумчатое - вновь открытое "потерянное" Antechinus apicalis. Описана также эндемичная крыса - Rattus fuscipes, которая посещает соцветия Banksia attenuata и, возможно, другие Proteaceae. Она, очевидно, питается не нектаром, но в противоположность сумчатым проявляет относительно незначительную морфологическую адаптацию к посещению цветков. Это не является неожиданностью, поскольку крысы появились в Австралии недавно в сравнении с сумчатыми.

Двум классам позвоночных - птицам и летучим мышам - соответствует определенный синдром в цветках. Их следует рассматривать отдельно. Другие опылители-позвоночные представляют большой теоретический интерес, так как, по-видимому, среди них есть примеры адаптации животных к существующим типам цветков. В этом смысле они показывают адаптационную способность животных. У более эволюционировавших типов они могут служить аргументом, свидетельствующим об адаптации. Очевидно, адаптация животных в эволюционном отношении более молодая. Бейкер и Хурд (Baker, Hurd, 1968) недавно высказали мнение о том, что опыление позвоночными должно было произойти из синдромов опыления насекомыми.

О молодости синдромов опыления позвоночными свидетельствует также скудость адаптаций. Если адаптации некоторых животных, таких, как Tarsipes, очевидны, то адаптации к ним цветков сомнительны, хотя Порш и предполагал их существование еще в 1936 г. Однако нет сомнения в том, что некоторые адаптации должны существовать (Rourke, Wiens, 1977). Холм (Holm, 1978) интерпретирует сильное ветвление многих новозеландских кустарников как адаптацию к опылению четвероногими; ветвление объясняется также защитой против травоядных (Greenwood, Atkinson, 1977). Возможно, оно служит сразу двум целям, но Бекетт (Beckett, 1979) показал, что большинство ветвящихся кустарников изменяет вид перед цветением. Вместе с тем цветки, расположенные близко к почве, часто скрыты от внешних воздействий, и, возможно, для них характерен синдром опыления четвероногими (Wiens, Rourke, 1978).

Возможность более или менее случайного опыления ящерицами во время их посещений цветков была отмечена Элверсом (Elvers, 1978).

11.2.1. Опыление птицами. Орнитофилия

Так как птицы хорошо летают и поверхность их тела не гладкая, у них хорошие внешние предпосылки для опыления. Никого не удивляет, что насекомые получают пищу из цветков, но при этом соответствующие действия птиц вызывают огромное удивление и размышления о том, как у них возникла "идея" использовать нектар цветков (вероятно, к такому отношению привело отсутствие в Европе птиц-опылителей). Одной из выдвинутых идей была идея о том, что опыление возникло в результате поедания птицами цветков, а первично, возможно, было питание плодами * . Было также предположено, что дятлы или дятлы-сокоеды (Sphyrapicus) иногда меняют свое питание и переходят на соки, вытекающие из дупел (некоторые из них также склевывают плоды; Dendrocopus analis - плоды Cassia grandis). Третья группа "объяснений" предполагает, что птицы преследовали насекомых в цветках и, случалось, находили нектар или прокалывали сочные ткани; или сначала пили воду, собранную в цветках для утоления жажды, так как в тропических лесах вода труднодоступна для животных, обитающих в кронах деревьев. В том, что колибри первоначально преследовали насекомых в цветках, можно убедиться даже в наши дни. Быстрое всасывание нектара затрудняет его идентификацию в желудке птиц, тогда как неперевариваемые остатки насекомых легко распознаются. Однако в орнитологической литературе имеется большое число данных, свидетельствующих о том, что пищеварительные системы птиц бывают наполнены нектаром. Извлечение нектара с помощью прокалывания основания венчика является еще одним доказательством того, что все это делается ради добычи нектара. Насекомые не могут получать нектар таким путем. Некоторые колибри пристрастились к прокалыванию цветков - подобно некоторым перепончатокрылым (Snow, Snow, 1980). Ни одно из насекомых не получает нектара из закрытых цветков Loranthaceae с острова Ява, которые открываются только под ударами птиц, ищущих нектар (Docters van Leeuwen, 1954). То, что птицы посещают цветки, может быть подтверждено даже на очень старых музейных препаратах по наличию пыльцевых зерен в перьях или на клюве (Iwarsson, 1979).

* (Некоторые примеры этого мы находим 1) у соловьев (Pychonotus), которые едят мясистые прицветники Freycinetia funicular is и действуют как легитимные опылители. Характерно, что этот вид имеет огненно-красные, не имеющие запаха дневные цветки; 2) у полудистропных птиц, которые пьют из мало специализированных цветков, таких, как Bombax (Gossampinus), или срывают лепестки у видов Dillenia; 3) случаи с Boerlagiodendron (Beccari, 1877), который, как говорят, притягивал птиц-опылителей (голубей), имитируя плоды (стерильные цветки); 4) у птиц, опыляющих безнектарные цветки Calceolaria uniflora, у которых они откусывают пищевые тельца (Vogel, 1974). )

Колибри необходимо большое количество энергии, особенно при парении (215 кал/ч на 1 г массы тела). Именно такими большими затратами энергии на парение и полет (плюс отдых) можно объяснить маленький размер этих птиц. После периода голодания запасы питательных веществ могут сильно понизиться, несмотря на низкие скорости метаболизма во время сна.

У опылителей с различными энергетическими бюджетами (Schlising et al., 1972) эффективность поглощения нектара и его метаболизм различны. Наличие цветков с большим количеством нектара является сигналом, заставляющим колибри захватывать и оборонять территории (Grant, Grant, 1968; Stiles, 1971). Можно было бы сослаться на миграцию колибри в те места, где эти цветки многочисленны, в особенности в период размножения.

Всякий, кто был свидетелем того, как воробьи полностью разрушают грядку крокусов весной, знает, что эти птицы поедают любую пищу; поэтому естественно, что птицы, "любящие" сахар, рано или поздно обязательно обнаружат его источники в цветках, точно так же, как обнаруживают их воробьи * . Замечателен способ, при помощи которого растения и птицы сами приспособились друг к другу, но опять-таки это не более, но и не менее замечательно, чем взаимная адаптация растений и насекомых.

* (Отмечали (McCann, 1952), как воробьи и зяблики в Новой Зеландии учат птиц грабить цветки, прокалывая их у основания (см. также Swynnerton, 1915.; Iyengar, 1923). В садах южной Европы часто наблюдали, что местные мало адаптированные птицы грабили интродуцированные орнитофильные растения (Abutilon, Erythrina), главным образом повреждая цветки, но иногда также и опыляя их. Сравните с замечательным способом, которым черные дрозды на островах приспособились забирать нектар из чилийского Риуа, культивируемого на этих островах (Ebbels, 1969). )

С точки зрения опыления было абсолютно не важно, посещают ли птицы цветки ради нектара дли ради поимки насекомого, до тех пор пока эти посещения не стали регулярными. Является ли нектар или насекомое причиной посещения - это проблема адаптации, а не функции. На Яве Zosterops посещает не орнитофильную Elaeocarpus ganitrus, чтобы собирать клещей, которые находятся в цветках в огромном количестве (van der Pijl).

Несомненно, что птицы садились на цветки по всем упомянутым выше причинам. Пример с воробьями показывает, что это имеет место и в настоящее время. Даже если с точки зрения садовода цветки были повреждены, они были успешно опылены. Повреждение цветка само по себе не имеет большого значения, если не повреждается пестик. Ведь взрывные цветки тоже сами разрушаются. Есть наблюдения, что воробьи опыляли грушевые деревья (К. Fægri).

Другие такие же случайные посещения цветков дистропными птицами недавно были зарегистрированы у мигрирующих в Англию птиц, прилетающих из более южных районов (Ash et al., 1961). Кэмпбелл (Campbell, 1963) наблюдал, как различные птицы в Англии преследовали насекомых в цветках и при этом на них попадало очень небольшое количество пыльцы.

Из этих примеров дистропных посещений цветков видно, что существует постеленный переход через определенных аллотропных птиц со смешанной диетой, в которой нектар составляет один из ингредиентов (Porsch, 1924), к эутропным, в результате чего устанавливается истинная орнитофилия.

В течение длительного времени проводились наблюдения за посещениями цветков колибри. Орнитофилия как феномен, признанный с научной точки зрения, была установлена Трелизом (Trelease, 1881) в конце прошлого столетия, а Джохоу (Johow, 1900), Фриз (Fries, 1903) и главным образом Верт (Werth, 1915) изучили ее более подробно. Однако только тогда, когда Порш в 20-х годах нашего столетия (см. ссылки) собрал огромное количество данных и сделал убедительные выводы по поводу хорошо известных теперь явлений, орнитофилия была единодушно признана, даже если ее происхождение все еще вызывает споры.

Привычка собирать нектар, очевидно, является полифилетической, возникшей у различных групп птиц в различных районах. Наиболее известным примером высокой адаптации служат колибри (Trochilidae) Северной и Южной Америки. Колибри, вероятно, первоначальна были насекомоядными, но позже переключились на нектар; их птенцы помимо нектара все еще едят насекомых (их растущий организм требует повышенного содержания белков). То же самое наблюдается и у насекомых * . Замечательно, что птицы довольно редко используют пыльцу как источник белка.

* (Марден (Marden, 1963) описывает чудесную историю о мухах, привлеченных запахом цветков Stanhopea graveolens, за которыми охотился спрятавшийся паук, а за ним в свою очередь охотился колибри (Glaucis hirsuta), опыливший цветок. )

Другой американской группой более или менее эутропных птиц, питающихся цветками, являются гораздо менее важные птицы, питающиеся сахаром (Coerebidae). В Старом Свете у других семейств появились такие же признаки, как у колибри, даже если их адаптация обычно менее значительна. В Африке и Азии обитают нектарницы (Nectarinidae), на Гавайях - гавайские цветочницы (Drepanididae), тесно связанные с местными лобелиями, в Индо-Австралийской области - медоеды (Meliphagidae) и щеткоязычные медовые попугаи или небольшие попугаи лори (Trichoglossidae).

Цветососовые (Dicaeidae) посещают разнообразные цветки, демонстрируя при этом любопытную "специализацию" к одной группе растений, а именно к тропическим Loranthoideae, у которых они не только посещают орнитофильные цветки, но также приспосабливаются к перевариванию плодов и распространению семян (Docters van Leeuwen, 1954). Наиболее старые наблюдения об опылении птицами в Новом Свете были сделаны Кейтсби (Catesby, 1731-1743) и Рамфиусом (Rumphius, 1747) в Старом Свете.

Районы, в которых найден какой-либо тип орнитофилии, практически охватывают Американский континент и Австралию и далее тропическую Азию и пустыни Южной Африки. Согласно Верту (Werth, 1956b), Израиль является северной границей этой области, причем Cinnyris посещает цветки красной Loranthus, а недавно Галил (Galil, в печати) сообщил нам об изобилии этих птиц на растущих в садах растениях.

В горах Центральной и Южной Америки число орнитофильных видов необыкновенно велико. Если пчелы имеются на высоких возвышенностях Мексики, то они так же эффективны в качестве опылителей, как и птицы, за исключением того, что при неблагоприятных условиях птицы эффективнее (Cruden, 1972b). Однако виды Bombus не очень чувствительны к климату. Их присутствие может полностью изменить картину, как это показано ван Леувеном (Docters van Leeuwen, 1933). На подобные результаты опыления Rhododendron в горах Папуа указывает Стивенс (Stevens, 1976).

Очевидно, что в Австралии и Новой Зеландии число эутропных опыляющих насекомых также низко и функцию высших пчел, выполняемую ими на других континентах, берут на себя птицы (ср. преобладающую роль орнитофильного рода Eucalyptus). Мы имеем довольно точные данные о приуроченности орнитофильных семейств растений только к определенным районам (процентное отношение).

Отдельные случаи питания цветками у различных групп птиц, их географическое распространение и одиночные случаи орнитофильных типов цветков во многих группах растений - все это указывает на то, что орнитофилия возникла относительно недавно.

Способность парить, хорошо развитая у колибри (Greenewait, 1963), редка у других групп птиц; она наблюдается, например, у питающихся медом Acanthorhynchus и плохо развита у азиатских Arachnothera. Некоторые птицы могут парить в потоке сильного встречного ветра.

Грант (Grant, 1949b) утверждал, что "постоянство" к цветкам слабо развито у птиц и что их особенности питания слишком сложны. Сведения об эволюции постоянства к цветкам у разных авторов различны. Сноу и Сноу (Snow, Snow, 1980) предполагают очень близкую связь - монотропную, по нашей теперешней терминологии, - между Passiflora mixta и Ensifera ensifera. Очевидно, связь между различными видами колибри и растениями, дающими им пищу, сильно варьирует, начиная от строгой территориальности и до весьма неэффективной стратегии последовательных посещений, когда птицы используют любой доступный источник нектара (Snow, Snow, 1980). Необходимо учитывать также возможность научения у птиц. Если допустить разнообразие, то непостоянство может быть обусловлено отсутствием должного различия между обманом и предпочтительным постоянством. Птицы питаются любой пищей, естественно поэтому, что, если происходит обильное цветение и в наличии большое количество нектара, очевидное предпочтение птиц в этом случае будет просто вопросом статистики и не будет зависеть от пищи как таковой. Если такое цветение отсутствует, то они могут перелетать от одного вида к другому или даже использовать другую пищу. Любое наблюдаемое постоянство будет производить сильное впечатление, даже если длина трубки цветка, длина клюва, состав нектара и т. д. могут играть роль в селекции цветков. При чрезвычайных обстоятельствах (миграция и гнездование) птицы едят (разнообразные?) цветы. Джохоу (Johow, 1900) заметил в Чили, что колибри могут даже переключаться на европейские фруктовые деревья или виды Citrus. Хемитропные птицы более часто переключаются на плоды (нанося этим определенный ущерб). В тропиках птицы особенно предпочитают свежие цветущие деревья. Экологическое значение этого, конечно, не абсолютно, а относительно и может иметь селективное значение.

Филогенетическое развитие тропических видов растений и наиболее высокоразвитых групп опылителей привело к определенному и легко распознаваемому синдрому опыления птицами, исключающему других опылителей * . Любые случайные комбинации в данном случае невозможны. Обоюдная зависимость хорошо прослеживается на примере гавайских цветочниц Drepanididae и опыляемых ими цветков, которые, когда птицы были истреблены, стали автогамными (Porsch, 1930; Amadon, 1947).

* (Для дифференциальной диагностики классов орнитофильных цветков и цветков, опыляемых дневными чешуекрылыми. Различия - довольно неотчетливые, особенно у американских растений. )

Некоторые опыляемые птицами цветки принадлежат к щетковидному типу (Eucalyptus, головки Proteaceae и Compositae; Mutisia), другие - к типу цветков с зевом с наклонным профилем (Epiphyllum) или к трубчатому (Fuchsia fulgens). Типично орнитофильными являются некоторые мотыльковые (Mucuna spp., Erythrina).

Тот факт, что орнитофильными оказываются различные типы цветков, свидетельствует о недавнем развитии орнитофилии, находящейся на вершине предшествующих экоморфологических организаций, определяющих типы строения и т. п., но приводящих к вторичной конвергенции столбика. Отдельные случаи сходства между неродственными цветками, рассматриваемые некоторыми морфологами как таинственная "повторяемая пара", другими - как ортогенетические, вероятно, представляют собой параллельную адаптацию в сфере опыления. Рассматривая филогению этих конвергентных изменений, мы можем сказать, что в некоторых филогенетических линиях они часто возникают независимо друг от друга.

Синдром орнитофилии описан в табл. 7, в которой иллюстрируется соответствие цветков этологии рассматриваемых птиц (ср. также обсуждение рода Salvia).

Таблица 7. Синдром орнитофилии

Цветки, опыляемые птицами	Птицы, опыляющие цветки
1. Дневное цветение	Дневные
2. Яркие цвета, часто алые или с контрастной окраской	Визуальные с чувствительностью к красному цвету, а не к ультрафиолету
3. Губа или край отсутствуют или отогнуты назад, цветки трубчатые и(или) висячие, обязательно зигоморфные	Слишком большие, чтобы сесть на цветок
4. Твердые стенки цветка, тычиночные нити жесткие или сросшиеся, защищенная завязь, нектар спрятан	Сильный клюв
5. Отсутствие запаха	Вероятно, никакой чувствительности к запаху
6. Обилие нектара	Большие, потребляют много нектара
7. Капиллярная система поднимает нектар наверх или предотвращает его утечку	*
8. Возможно, глубокая трубка или шпорец шире, чем у цветков, опыляемых бабочками	Длинный клюв и язык
9. Отдаленность нектара - половая сфера может быть большая	Большой длинный клюв, большое тело
10. Указатель нектара очень простой или отсутствует	Проявляют "интеллект" при нахождении входа в цветок

Некоторые комментарии к таблице будут не лишни. Взаимоотношения - частично позитивные (аттрактивные), частично негативные (исключающие конкурирующих посетителей). Пренебрежение перепончатокрылых к цветкам, опыляемым птицами, является исключением, наблюдаемым у Mimulus cardinalis, видов Monarda и Salvia splendens в любом ботаническом саду. Уже Дарвин отмечал, что пчелы пренебрегали Lobelia fulgens, растущей в саду среди мелиттофильных видов.

Эффективность этого синдрома доказывается тем, что типичные цветки, опыляемые птицами, произрастая в европейских садах, привлекают внимание короткоклювых, неадаптированных дистропных птиц, а также тем, что птицы, опыляющие цветки, немедленно распознают и затем пытаются использовать цветки опыляемых птицами интродуцированных растений (Porsch, 1924). Размер цветка не входит в синдром. Многие цветки, опыляемые птицами, сравнительно малы. Цветки, опыляемые птицами, обычно глубокие, не принадлежат к какому-либо одному определенному классу, однако наиболее характерны среди них щетковидные и трубчатые.

Птицы, опыляющие цветки, не всегда ограничиваются теми видами цветков, которые обладают этим синдромом. Как уже упоминалось, если нет нектара, они будут поедать также "неадаптированные" цветки.

Эта таблица нуждается в одном уточнении. Существуют региональные дифференцированные признаки цветков для колибри и для других птиц. У первых (американских) цветки прямостоячие или поникшие, с открытыми органами, готовыми к опылению парящими опылителями (ср. Pedilanthus, Quassia). Считается, что колибри неохотно садятся на прямостоячие цветки (Frankie, 1975). У последних (азиатских и африканских) посадка производится около цветка, причем сам цветок указывает на посадочную площадку (Spathodea campanulata, Protea, Aloe). С этой точки зрения мы могли бы проанализировать виды Fuchsia и Erythrina (Toledo, 1974) для подтверждения их "американского" внешнего вида или внешнего вида "Старого Света", - по выражению Линнея: Hie flos facien americanam habet (или что-нибудь в этом духе). Имеются "американские" цветки с посадочными площадками, например Heliconia rostrata.

У чилийской Puya (подрод Puya) внешняя часть каждого неполного соцветия стерильна и образует своеобразное место для посадки * наподобие насеста, которое используется легитимными опылителями, представителями Icteridae (Gourlay, 1950) и дроздами в Англии (Ebbels, 1969). Прекрасный пример специально образованной структуры сходного типа мы находим у представителя африканской флоры Antholyza ringens. Из-за отсутствия мест для посадки цветки некоторых американских растений, выращиваемых на Яве, оказываются недоступными для питающихся нектаром животных, поэтому они прокалывают их (van der Pijl, 1937а). Африканский Aloë ferox в Чили опыляется не колибри, а тираннами (Elaeina) (Johow, 1901). Круден (Cruden, 1976) приводит другие примеры (вид Eucalyptus и Leonotis), когда адаптации для посадки птиц отрицательно влияют на опыления колибри интродуцированных в Америку растений. Однако на американских континентах произрастает много растений, опыляемых садящимися на них птицами (Toledo, 1975). Вместе с тем многие орнитофильные цветки Старого Света, не имеющие посадочных площадок, следует рассматривать, во всяком случае в этом отношении, как цветки, проявляющие синдром опыления колибри. Одним из характерных признаков цветков является то, что их половые органы скрыты (Gill, Conway, 1979).

* (Имеется прекрасная иллюстрация (рис. 13) в J. Roy. Horticult. Soc., 87 (1962). )

Относительно пункта 2 табл. 7 можно сказать, что многие цветки, опыляемые птицами, - белого цвета. Связь между птицей и цветом не абсолютна. В некоторых географических районах цветки, опыляемые птицами, большей частью не красные (например, на Гавайях). Однако об общем значении красного цвета свидетельствуют статистические данные, показывающие относительное его преобладание в тропиках, особенно в Андах (см. Porsch, 1931а; данные по Южной Африке - Vogel, 1954). Упомянем также о цветовом предпочтении Trochilidae, известном каждому наблюдателю и кроме того об общих сенсо-физиологических исследованиях, которые свидетельствуют о высокой чувствительности птиц к красному цвету и значительно более низкой - к синему. Так как истинно красный цвет невидим для большинства или даже для всех опыляющих насекомых, красные цветки, видимые птицами (и человеком) представляют собой свободную экологическую нишу, открытую для использования (К. Grant, 1966). Для мигрирующих американских птиц-опылителей - и для сезонных, и для нерегулярных - красный цвет обычно является общим сигналом, указывающим на доступность подходящего источника нектара (подобно придорожному знаку гостиницы), увеличивающим обычно эффективность посещения. Более подробно эти вопросы разбираются в работе о птицах-опылителях с иллюстрациями и обширными сведениями К. и В. Грантов (Grant, Grant, 1968); см. также (Raven, 1972).

Чувствительность к различным областям спектра у разных видов птиц варьирует. У одного из видов колибри (Huth, Burkhardt, 1972) был обнаружен сдвиг к коротковолновой области спектра по сравнению с видимым спектром человека (от 363 до примерно 740 нм по сравнению с 390 и 750 нм).

У Columnea florida птиц привлекают красные пятна на листьях, тогда как сами цветки спрятаны. Поскольку это пятно не воспроизводит форму цветка, можно предположить высокую степень умственной интеграции у опыляющих Columnea florida птиц (Jones, Rich, 1972).

К цветкам с яркой, контрастной окраской следует отнести цветки у видов Aloë, Strelitzia и многих бромелиевых.

По пункту 3 необходимо заметить, что зигоморфия (обычный признак энтомофилии) в орнитофильных цветках образуется в двух аспектах при удалении иногда опасного более низкого края. Эта типичная форма характерна даже для орнитофильных Cactaceae, остальные представители которого имеют обычно актиноморфные цветки (см. ниже). Цветками, у которых отсутствуют элементы, обычно представляющие собой посадочные площадки для насекомых и препятствия для птиц, можно любоваться в цветочных магазинах, например красными цветками Corytholoma.

Пункт 4 ставится под сомнение в работе Сноу и Сноу (Snow, Snow, 1980), хотя частично признается его возможность (Datura). Однако их точка зрения относительно того, что жесткие базальные части цветочных трубок защищают нектар от "воровства", вполне приемлема.

Относительно пункта 5 мы можем добавить, что запах сам по себе не является препятствием, но для орнитофилии характерно его отсутствие. Он все еще присущ переходным цветкам, таким, как Bombax и Spathodea. По некоторым данным (von Aufsess, 1960) пыльца и нектар орнитофильных цветков обладают настолько слабым запахом, что пчел невозможно научить различать его.

Для того чтобы получить представление о количестве нектара у орнитофильных цветков (пункт 6), следует (в ботанических садах умеренной зоны) напомнить о Phormium или Aloë, с которых нектар стекает буквально каплями, или Protea с полуострова Кейп-Код. Нектар орнитофильных растений не может быть слишком вязким, даже если он более концентрирован, чем нектар цветков, опыляемых бабочками. В противном случае не могла бы функционировать капиллярная сосудистая система растения, доставляющая питательные вещества к различным органам (Baker, 1975).

Трубчатые цветки (пункт 8) часто возникают у сростнолепестных, но они "импровизируются" у многих Choripetalae, таких, как Cuphea, виды Cadaba, Tropeolum, Fuchsia и Malvaviscus. В противоположность коротким трубках мелиттофильных видов у орнитофильного Iris fulva, обнаруженного Фогелем (Vogel, 1967), имеется длинная трубка с прочными стенками. Птицы могут высовывать языки и использовать цветочные трубки, превышающие по длине клювы. Короткоклювые колибри обычно прокалывают цветки и воруют нектар.

У Pitcairnia, демонстрирующей крайнюю степень орнитофилии, обычный неспециализированный, довольно короткотрубчатый цветок бромелиевых образует длинную трубку с зевом путем скручивания внутреннего лепестка, который соединяясь с двумя верхними лепестками, образует свод цветка с пыльниками и рыльцем, расположенными в верхней части, как в цветке с зевом, не в центре, как это характерно для данного семействаю Сходство между огненно-красными цветками P. nabilis и цветками Salvia splendens или Anapaline (Iridaceae) поразительно (ботанический сад, Берлин, К. Fægri).

Что касается пункта 10 - отсутствие указателя нектара, - то следует отметить, что сильная редукция и дефлексия кончика венчика так или иначе затрудняют расположение указателя нектара.

Мы уже упоминали, что переход к орнитофилии в основном произошел недавно, но у некоторых групп орнитофилия представляется более давней. Порш (Porsch, 1937а), увы, без всяких на то доказательств, полученных в естественных условиях, выделил надродовую группу у Cactaceae (Andine Loxantocerei), у которой, по-видимому, орнитофилия в трибе закрепилась. Сноу и Сноу (Snow, Snow, 1980) дают другие примеры коэволюции орнитофильных цветков и их опылителей.

Среди Euphorbiaceae с плотным циатием Poinsettia имеет крупные железки и красные прицветники, привлекающие колибри. Для рода Pedilanthus (Dressier, 1957) характерна еще более высокая специализация, появившаяся с начала третичного периода, причем у этого рода железки находятся в шпорцах, цветки прямостоячие и зигоморфные.

Даже у орхидных, имеющих превосходных опылителей - пчел, некоторые виды переключились на орнитофилию в бесконечных поисках новых опылителей, типичных для этого семейства. У южноафриканского рода Disa некоторые виды, вероятно, стали орнитофильными (Vogel, 1954). Поэтому опыляемые бабочками цветки этого рода уже красные, со шпорцем и с редуцированной верхней губой. Мы полагаем, что то же самое происходит и у Cattleya aurantiaca и у некоторых видов Dendrobium в горах Новой Гвинеи (van der Pijl, Dodson, 1966). Посещение птицами цветков Elleanthus capitatus и Masdevallia rosea наблюдал Додсон (Dodson, 1966).

Дресслер (Dressier, 1971) приводит список орхидей, опыляемых птицами, и предполагает, что темный цвет их поллиниев (в отличие от обычного желтого) не контрастирует с цветом клюва колибри, и поэтому у птиц не возникает желания смахнуть их.

11.2.2. Опыление летучими мышами. Хироптерофилия

Первые осознанные наблюдения над посещением цветков летучими мышами были сделаны Бюрком (Burck, 1892) в Бийтензоргском (теперь Богорском) ботаническом саду. Он наблюдал, что плодоядные летучие мыши (вероятно, Cynopterus) посещали соцветия Freycinetia insignis, растения, которое, как сейчас известно, полностью хироптерофильно, в отличие от его близкородственного орнитофильного вида (разд. 11.2.1) * .

* (В литературе часто упоминается о наблюдениях Харта (Hart) в Тринидаде в 1897 г., проведенных им на Bauhinia megalandra и Eperua falcata, смущающих неверными выводами. )

Позже некоторые авторы (Cleghorn, McCann - Индия; Bartels, Heide, Danser, Boedijn - Ява) описали и другие случаи, причем пример с кигелией (Kigelia) стал классическим. Уже в 1922 г. Порш (Porsch) высказывал определенные соображения относительно хироптерофилии, отмечая ее характерные признаки и предсказывая многие возможные примеры. После посещения Южной Америки он опубликовал уже на своей родине (Porsch, 1931b) первый хорошо исследованный случай (Crescentia cujete в Коста-Рике, см. также Porsch, 1934-1936).

Благодаря работам ван дер Пэйла (van der Pijl, 1936, 1956) на Яве, Фогеля (Vogel, 1958, 1968, 1969) в Южной Америке, Джегера (Jaeger, 1954), а также Бейкера и Харриса (Baker, Harris, 1959) в Африке опыление летучими мышами сейчас выявлено во многих семействах растений. Оказалось, что некоторые растения, ранее считавшиеся орнитофильными, опыляются летучими мышами (например, виды Marcgravia).

Отношения между Megalochiroptera, питающимися плодами и цветами, все еще частично дистропны. Обнаружено, что на Яве Cynopterus поедает цветки Durio и части соцветий Parkia. В восточной части Индонезии и Австралии Cynopterus и Pteropus разрушают многие цветки Eucalyptus, что свидетельствует о несбалансированных до сих пор условиях опыления.

Хоуэлл (Howell, 1974) придерживается мнения о том, что Leptonycteris удовлетворяет свои потребности в белке за счет пыльцы, причем белок в пыльце не только высокого качества, но и в достаточном количестве. Она утверждает также, что химический состав пыльцы цветков, опыляемых летучими, мышами, приспособлен к использованию ее именно этими животными и отличается от состава пыльцы родственных видов, которые опыляются другими животными. Это можно рассматривать как относящуюся к цветкам часть коэволюции синдрома хироптерофилии. До сих пор не выяснен вопрос относительно африканских питающихся плодами летучих мышей, заглатывающих пыльцу.

Было обнаружено, что в классе цветков, опыляемых летучими мышами, прослеживается ранняя боковая ветвь эволюции, образующая свой собственный подкласс, для которого единственным опылителем является Pteropineae. В этих цветках твердая пища (с характерным запахом) представлена только специализированными структурами. Мы не находим здесь ни нектара, ни больших масс пыльцы. Freycinetia insignis имеет сладкий прицветник, виды Bassia и Madhuca - очень сладкий и легко отделяющийся венчик. Возможно, другой вид Sapotaceae, а именно африканская Dumoria heckelii, также принадлежит к этому подклассу.

Летучие мыши Нового Света, питающиеся нектаром, обычно обитают в тропиках, но некоторые из них мигрируют летом в южные штаты США, посещая кактусы и агавы в Аризоне. Нет никаких данных об опылении летучими мышами в Африке, начиная от севера сахары, тогда как Ipomoea albivena в Саутпансбергене в Южной Африке как раз произрастает в тропиках * . В Азии северная граница опыления летучими мышами проходит на севере Филиппин и острове Хайнань, причем небольшая Pteropinae заходит за широту Кантона. Восточная тихоокеанская граница проходит острым выступом через Каролинские острова к Фиджи. Известно, что Macroglossinae посещали цветки в Северной Австралии (интродуцированные Agave), однако местная Adansonia gregorii имеет все признаки, характерные для хироптерофилии; следовательно, хироптерофилия должна также существовать и на этом континенте.

* (Возможность опыления летучими мышами белоцветковой древесной стрелиции (Strelitzia nicolai) в восточной области полуострова Кейп-Код необходимо исследовать. )

Знание особенностей опыления летучими мышами может помочь в разрешении загадок происхождения растений. Хироптерофильный цветок Musa fehi свидетельствует о том, что этот вид был интродуцирован на Гавайи, где нет летучих мышей. Хироптерофилия могла иметь место на его родине, в Новой Каледонии, откуда, как установлено несколькими ботаниками, он и происходит.

Для питающихся нектаром летучих мышей характерны разнообразные адаптации. Так, Macroglossinae Старого Света приспособились к жизни на цветках, а именно уменьшились в размерах (масса Macroglossus minimus 20-25 г), имеют редуцированные коренные зубы, длинную мордочку, очень вытянутый язык с длинными мягкими сосочками на конце (а не твердыми щетинками, как отмечается в старых публикациях). Наше описание основано на наблюдениях за жизнью летучих мышей, тогда как отрицание хироптерофилии основано на исследованиях животных, сохраняющихся в спирту.

Точно так же некоторые виды Glossophaginae Нового Света обладают более длинной мордочкой и языком, чем их насекомоядные родственники. У Musonycteris harrisonii длина языка 76 мм, а длина тела 80 мм (Vogel, 1969а). Фогель считает (Vogel, 1958, 1968, 1969), что волоски шерсти Glossophaga особенно хорошо приспособлены к переносу пыльцы, поскольку они снабжены чешуйками, сходными по размеру с чешуйками на волосках, покрывающих брюшко шмеля.

Физиология органов чувств Megachiroptera отклоняется от того, что мы обычно наблюдаем у летучих мышей. Глаза большие, иногда со складчатой сетчаткой (позволяющей быструю аккомодацию), со множеством палочек, но без колбочек (что обусловливает цветовую слепоту). На ночных фотографиях у поедающих плоды Epomops franqueti (Ayensu, 1974) видны огромные, почти такие же как у лемура, глаза. Восприятие запаха, вероятно, играет более важную роль, чем обычно (разделенные перегородками большие носовые полости), а сонарный (слуховой) аппарат развит хуже. По данным Новика (Novick, цит. по Vogel, 1969а), органы сонарной локации имеются у Leptonycteris и других опыляющих Microchiroptera. У американских летучих мышей со смешанным питанием - нектар, плоды и насекомые - сонарный аппарат интактный. Они совершают длительные полеты с очень недолгими посещениями иногда довольно бедных цветков, имеющих менее жесткий венчик (в этом случае чаще наблюдаются парящие посещения).

В сравнительной табл. 8 снова перечислим адаптивный синдром, частично положительный, частично отрицательный.

Таблица 8. Синдром хироптерофилии

Цветки, опыляемые летучими мышами	Летучие мыши, опыляющие цветки
1. Ночное цветение, большей частью только одну ночь	Ночной образ жизни
2. Иногда беловатые или кремовые	Хорошее зрение, вероятно, для близкой ориентации
3. Часто тускло-коричневого цвета, зеленоватого или пурпурного, редко розового	Цветовая слепота
4. Сильный запах ночью	Хорошее чувство обоняния для дальней ориентации
5. Спертый запах, напоминающий запах брожения	Железы со спертым (тяжелым) запахом как аттрактанты
6. Большой зев и сильные одиночные цветки, часто твердые (щетковидные) соцветия из мелких цветков	Крупные животные, цепляющиеся когтями большого пальца
7. Очень большое количество нектара	Крупные с высоким уровнем метаболизма
8. Большое количество пыльцы, крупные или много пыльников	Пыльца как единственный источник белка
9. Своеобразное расположение поверх листвы	Органы слуха слабо развиты, полеты внутри листвы затруднены

Следует сделать некоторые замечания по поводу табл. 8.

К пункту 1. Ночное цветение легко наблюдать у бананов, где большие прицветники, закрывающие цветки, раскрываются каждую ночь.

Многие цветки раскрываются незадолго до наступления темноты и опадают ранним утром. Поскольку время активности дневных птиц и сумеречных летучих мышей, а также время раскрывания цветков, опыляемых птицами и летучими мышами, перекрывается, неудивительно, что некоторые хироптерофильные растения посещаются птицами. Верт (Werth, 1956а), очевидно, никогда не проводил ночных наблюдений и поэтому приводит Musa paradisiaca, Ceiba и Kigelia в списке орнитофильных растений, хотя птицы лишь грабят эти цветки.

К пунктам 4 и 5. Исследователь, обладающий некоторым опытом, легко определит запах цветков, опыляемых летучими мышами. Он имеет много общего с запахом самих животных, несущим, вероятно, какую-то социальную функцию при образовании скоплений животных и обладающим также каким-то стимулирующим действием. Было обнаружено, что такой запах оказывает сильное воздействие на особей Pteropus, выращиваемых в неволе.

Такой же запах, напоминающий запах масляной кислоты, обнаружили у плодов, распространяемых летучими мышами (например, гуавы). Это обстоятельство, а также способ представления плодов послужили отправной точкой для развития хироптерофилии в первую очередь в тех таксонах, в которых плоды распространяются летучими мышами - условие, часто встречающееся в тропиках (van der Pijl, 1957). У многих Sapotaceae, Sonneratiaceae и Bignoniaceae это пахучее вещество, возможно, помогает в установлении связей. Фогель (Vogel, 1958) обнаружил наличие резко выраженного запаха летучей мыши у плодов вида Drymonia, тогда как другие Gesneriaceae (Сатрапеа) имеют цветки, опыляемые летучими мышами.

Запах летучей мыши, все еще или уже характерный для некоторых орнитофильных видов Gossampinus, Mucuna и Spathodea, связан с видами, опыляемыми летучими мышами.

Переход от ночных сфингофильных запахов кажется относительно легким. Порш (Porsch, 1939) предположил это химическое изменение у некоторых Cactaceae, где ночное цветение, успешная каулифлория и большое количество пыльников были уже характерны как организационные признаки. Это предположение подтвердил Алкорн (Alcorn et al., 1961) на примере гигантского кактуса, Carnegiea, в Аризоне. Пыльца еще ранее была обнаружена у летучей мыши Leptonycteris nivalis, а авторы подтвердили ее посещение, хотя и в искусственных условиях.

Запах, иногда напоминающий запах плесени, обнаружен у Musa, а капусты - у Agave. Необходимо химическое исследование.

К пункту 6. Типичные отпечатки коготков обычно выдают ночные посещения цветков, которые были сброшены. В соцветиях бананов число отпечатков на прицветниках позволяет подсчитать число посещений. Случайное парение может объяснить отсутствие отпечатков коготков (Carnegiea).

К пункту 7. Нектар даже более обильный, чем в цветках, опыляемых птицами. У Ochroma lagopus было обнаружено 7 мл, у О. grandiflora - до 15 мл. Данными о его возможном составе мы не располагаем. В холодное утреннее время нектар банана образует коллоидную структуру. Хайтхауз и др. (Heithaus et al., 1974) описывают две стратегии в питании нектаром у Bauhinia pauletti. Крупные летучие мыши собираются группами, приземляются и затрачивают довольно много времени, чтобы собрать нектар из цветков. Небольшие летучие мыши парят перед цветками и поглощают нектар во время повторных, очень коротких посещений. Очевидно, в этом случае никаких следов на цветке, свидетельствующих о посещении, не остается. Сазима и Сазима (Sazima, Sazima, 1975) описывают стратегию, более похожую на стратегию последовательных посещений.

К пункту 8. Удлинение пыльников очевидно у Ceiba, Bauhinia, Agave, Eugenia cauliflora и Cactaceae, а увеличение их числа - у Adansonia, у которой насчитывается до 1500-2000 пыльников.

К пункту 9. Необходимость открытого пространства для посадки и взлета и относительная неспособность к эхолокации у Megachiroptera были доказаны в экспериментах с помещением препятствий перед цветками; при этом наблюдались столкновения мышей с препятствием; кроме того, охотники легче ловят Megachiroptera, чем Microchiroptera.

Цветки, опыляемые летучими мышами, по внешнему виду похожи на цветки, опыляемые колибри, но только ярче выражены. Часто наблюдается флагеллифлория (пендулифлория), причем цветки свободно свисают на длинных висячих стебельках (Adansonia, Parkia, Marcgravia, Kigelia, Musa, Eperua). Это наиболее очевидно у некоторых видов Mucuna, у которой побеги длиной до 10 м или больше выносят элементы аттрактации из листвы.

Явление хироптерофилии объясняет также, почему каулифлория, лучше всего приспособленная к посещениям летучих мышей, практически ограничена тропиками и обнаружена всего в 1000 случаях. Хорошие примеры представляют собой Cressentia, Parmentiera, Durio и Amphitecna. Во многих родах (Kigelia, Mucuna) флагеллифлория и каулифлория наблюдаются одновременно у одного и того же вида; в других случаях эти признаки встречаются у различных видов.

В наших предыдущих статьях обсуждались все известные теории каулифлории в тропиках и говорилось о чрезвычайно широком ее распространении (van der Pijl, 1936, 1956). Каулифлория представляет собой вторичное явление. Ее экологическая природа согласуется с результатами исследований ее морфологической основы. Многочисленные случаи не имели таксономической морфологической, анатомической и физиологической общности.

В большинстве примеров каулифлории, где цветок не был хироптерофильным, обнаружена другая связь с летучими мышами, а именно хироптерохория - распространение семян плодоядными летучими мышами (van der Pijl, 1957). В этом случае летучие мыши оказали более раннее и более широко распространенное влияние на тропические плоды (и, следовательно, на положение цветков), в том числе на цвет, положение и запах. Этот более старый синдром точно соответствует более новому синдрому хироптерофилии. Базикауликарпия может также быть связана с синдромом заурохории (распространение семян рептилиями), явлением, более древним, чем покрытосемянность.

Некоторые семейства (Bombacaceae и Bignoniaceae), характеризующиеся хироптерофилией, очевидно, развивались независимо друг от друга в Старом и Новом Свете, вероятно, на основе каких-то преадаптаций, о чем уже упоминалось в предыдущих разделах. Возможно, это также могло случиться в некоторых родах, таких, как Mucuna и особенно Parkia, которые рассмотрели Бейкер и Харрис (Baker, Harris, 1957) с точки зрения отмеченных представлений.

Точно так же Bignoniacae и Bombacaceae, подобно Mucuna и Musa, характеризуются некоторыми промежуточными типами, которые опыляются и птицами, и летучими мышами. Bombax malabaricum (Gossampinus heptaphylla) - орнитофилен, но не полностью, поэтому он имеет открытые красные чашеобразные дневные цветки. Цветки этого растения, однако, обладают запахом летучей мыши, что присуще хироптерофильному близкому виду В. valetonii. На Яве летучие мыши пренебрегают цветками В. malabaricum, но в тропических районах южного Китая их поедает Pteropinae (Mell, 1922). Представляется, что хироптерофилия произошла от орнитофилии у Bignoniaceae; у Bombacaсеае и Musa, вероятно, произошла реверсия, и субтропические виды опыляются птицами. Переход от опыляемых бражниками цветков у Cactaceae уже рассматривался.

Еще слишком рано пытаться дать количественный анализ связей и их генетических последствий. Иногда летучие мыши (особенно медлительные Pteropinae, которых наблюдали Baker и Harris) ограничиваются одним деревом, что приводит к самоопылению. Macroglossinae, характеризующиеся быстрым полетом, делают круги вокруг деревьев, и очевидно, прекрасно помнят пространственные отношения. Однако при исследовании пыльцы на шерсти и особенно больших скоплений пыльцы в желудках было обнаружено, что им не свойственно постоянство к цветкам. Не ясно также, как сохраняется генетическая чистота у родственных хироптерофильных видов, например у дикого вида Musa, и сохраняется ли она вообще.