Растенията като химици

При складирането и експедицията на ябълки търговията на едро направи забележително откритие. Ако къснозреещи сортове ябълки се оберат, преди да са узрели, и се опаковат за транспортиране, те доузряват след определено време. Ако се опаковат обаче заедно с раннозреещи сортове, узряването им става значително по-бързо, т.е. съвсем очевидно те се активизират от раннозреещите плодове. При това дори не е нужно плодовете от различните сортове да се допират един до друг. Как е възможно такова взаимно въздействие?

Много приятели на стайните растения сигурно са забелязали, че различните екземпляри от един и същи растителен вид отварят цветовете си в един и същ ден и че появилите се по-късно пъпки у дадено растение бързо се развиват, като достигат развитите пъпки на друго растение, за да могат по-късно да се разтворят едновременно с тях. Без съмнение, това има дълбок смисъл, тъй като едновременният цъфтеж дава възможност за едновременно опрашване от насекомите. Но как могат да се разбират помежду си растенията, разделени в отделни саксии, за това, колко са се развили пъпките им?

В сухите степи и полупустините борбата за вода е жизненоважна. Място за образуване на плътна растителна покривка има достатъчно, но влажността на почвата стига само за малък брой растения. Затова някои растения в сухите зони често водят същинска война. Те утежняват живота на съседа си, който би могъл да поеме от почвата ценната вода, потискат неговия растеж и забавят или дори пречат на покълването на семената му, които се намират близо до тях. С какво невидимо оръжие се воюва тук?

 

Както при зреенето на ябълките и при развитието на пъпките, така и при малката война между степните и пустинните растения е изключено всяко пряко въздействие чрез взаимен контакт. Вероятно няма и оптични, акустични, електрически или други начини за връзка. Следователно въздействието би трябвало да се осъществява по химичен път. Както при ябълките, така и при растенията, засадени в отделни саксии, не съществува пряка връзка чрез почвата. Изключва се и взаимното въздействие с течни химични вещества. Следователно тези забележителни явления трябва да се предизвикват от газове. Така фактически беше установено, че зреещите ябълки отделят в минимално количество етилен, който влияе силно върху другите растения. Под действието на този газ по-късните ябълкови сортове узряват много бързо, а например младите бобови растения при “ябълковия въздух” растат много по-бавно, отколкото нормално, но затова пък стават по-жизнени.

До днес са наблюдавани множество “безжични” взаимодействия между различни растения. При това роля играе не само етиленът (впрочем следи от него се намират в светилния газ), но и някои други активни вещества, от които е изследвана твърде малка част.

При борбата между степните и пустинните растения корените им отделят активни течни вещества. За разлика от газовете тези вещества имат предимство, тъй като не се отвяват от честите ветрове в пустинните земи и действат в голям радиус, защото пустинните растения имат извънредно дълги корени.

Корени с дължина над 15 м, често разпростиращи се само на няколко сантиметра под повърхността на почвата, не са рядко явление при пустинните храсти, които са около 0,5 м високи.

Човекът откри и приложението на химическите оръжия – “военното изкуство” почти винаги е изпреварвало другите области на човешката дейност. Използуването на безвредни химични вещества в съвсем малка концентрация за мирни комуникационни цели е все още утопия за науката и химическата техника. Сигурно би си струвало труда при изследователската работа да се отдели повече внимание на химически управляемите взаимоотношения при растенията, които влияят не само върху растежа, но и върху такива явления, като ускоряването на листопада, промените във външния вид на растението, връзките между висшите растения и микроорганизмите в почвата и положително върху още много непознати досега начини на реагиране. Бихме могли да се поучим от това.
…

Растенията като архитекти и строители

 

Колоната е важен конструктивен елемент в растителния свят, както и в техниката още от древни времена. Докато обаче архитектите в продължение на повече от четири хиляди години са строили колони с напълно хомогенна, т. е. еднородна вътрешност, от незапомнени времена в природата растат “колони”, конструирани по същия разумен начин, както и стоманобетонните стълбове с желязна арматура, които човекът познава едва от 100 години.

Бетонът е много устойчив на натиск, но не издържа големи натоварвания на опън. Освен това той е чувствителен и на напрежение при огъване. Ако например в средата на бетонна плоча, опряна само на двата си края, се постави тежест, долната страна на плочата ще се огъне и накрая ще се разчупи, тъй като бетонът не е еластичен. Плочата трябва да се армира с желязна решетка, която е устойчива на разтягане. Такива стоманобетонни конструкции се отличават с изключителни якостни показатели. Дългите мостове по автомагистралите доказват това. Естествено, стоманената арматура трябва да се постави точно там, където има напрежения на опън, т. е. в долната страна на опряната на двете си страни плоча. При свободно висящия балкон, обратно, тя трябва да бъде поставена в горната част на бетона, тъй като закрепеният едностранно балкон се стреми да се огъне в посока, обратна на тази при предишния случай. …

Откривателят на стоманобетона не е бил нито инженер, нито архитект. Той е бил градинар. През 1867г. при опита си да направи сандъчета за растения от бетон французинът Моние е използвал за първи път в света арматурна стомана, наречена по-късно на негово име монистомана. Всъщност той не е открил стоманобетона, а само се досетил по-рано за него, тъй като ежедневно наблюдавал как растенията усилват носещите си части. …

 

Разрешени транспортни проблеми

 

“Открай време глухарчето е набедено като най-войнолюбивото растение, защото при подходящ вятър изпраща към неприятеля войска от “парашутисти”. Седя си на верандата, сърбам си супата и намирам в нея двама откъснати от частта си войници.”

Хумористът Хайнц Ерхарт приписва на безобидното глухарче от нашето детство твърде войнолюбиви намерения, но в това се съдържа и малко истина. Понякога глухарчето може да изпрати своите “парашутни войски” действително само при подходящ вятър, но, от друга страна, “откъснатите от частта им войници” са по-скоро правило, отколкото изключение. Трябва да се има предвид, че и двете действия са съвсем целенасочени, защото глухарчето “иска” да завладее земя. Неговите малки летящи семена с познатите парашутчета са изключително леки и създадени специално за пренасянето им от вятъра. Когато са напълно узрели, те не отлитат с първия повей, а чакат, както Хайнц Ерхарт правилно е забелязал, по-добър вятър; впрочем така е при всички растителни летци. Едва след като въздухът стане достатъчно сух, има достатъчно топлина и, естествено, едновременно с това се появи и необходимият равномерен вятър, малките летящи семена се откъсват и “политат”. За тази цел растението “прави” измервания на относителната влажност на въздуха, на температурата и на силата на вятъра и ги подрежда като в метеорологично съобщение. Много дървета отделят цветния си прашец, който също се носи от вятъра, и летящите си семена в ранните следобедни часове, когато има вятър. Тогава далечината на полета на “войските” е най-голяма.

Това, че семето на глухарчето прилича поразително на малко парашутче, не е случайно. Такива образувания могат да се носят от вятъра твърде далеч; след това при “приземяването” конструкцията с висящото под парашута семе позволява то да падне отвесно в най-подходящото за покълване положение. Поради това че има удължена форма и малки кукички в горния си край, семето остава да виси отвесно в почвена пукнатина или в плътната ниска приземна растителност.

“Парашутисти”, подобни на семената на глухарчето, има при много растения от различни семейства. Това е доказателство, че не е била развита определена система от вътрешния конструктивен план на даден вид или род; че независимо от това, към кое семейство принадлежат, различните растения са се опитали да разрешат същия проблем по един и същ начин. Във въздуха летят не само семена с парашутчета, а често пъти и цели плодове. При това такива летящи технически образувания се създават анатомично по съвсем различен начин.

Летенето с парашут още не означава въздухоплаване. Във въздуха можем да се издигнем също и с балони, с летателни апарати, снабдени с криле, или дори с вертолет. Човекът използва цялата тази техника. Превъзхожда ли той в това отношение растението? Не, защото растението използва същата техника. Дори в известно отношение за човека то е образец за нея. Да, то дори е направило твърде успешни опити в някои отхвърлени от техниката начини на летене.

Най-интересният пример от растителното въздухоплаване са крилатите семена на един тропичен вид лиана (Zanonia macrocarpa), който прави впечатление със своите блестящозелени гирлянди, разположени високо в клоните на опорното дърво.

“Междувременно високо горе се виждат кафявите плодове да висят като големи камбани; ако човек почака, докато повеят на вятъра ги раздвижи, изведнъж ще му се стори, че вижда да се носи оттам орляк от големи, блестящи атлазени пеперуди. Големият, приличащ на тиква плод (с диаметър 20-24 см) отскача с обърнатия си надолу връх като капсула, така, че… се образува триъгълен отвор, от чиито ръбове се извиват навътре плодните листа. Така отвореният плод наподобява голяма камбана. Многобройните крилати семена са напластени едно над друго като пакет и се смятат за най-красивото и най-съвършеното нещо в тази област. Плоското жълто-кафяво семе прилича на голяма семка от тиква; двете закръглени крила са широки 5 см и дълги от 7 до 8 см, така че размахът на целия летателен апарат достига от 14 до 16 см. Тъканта на крилата е прозрачна като воал, блестяща като светла необработена коприна или като атлаз, еластична като листенца слюда. Техните нежни краища се разцепват много лесно, но при големината и лекотата на семето, което тежи едва една трета от грама, дори и да са повредени, представляват превъзходен летателен апарат. С широки кръгови движения семето се спуска, бавно, като че ли против волята си, към земята. Но само един лек повей на вятъра може да го накара да се надпреварва с пеперудите.”

 

С това почти поетично описание проф. Хаберланд разказва за срещата си с летящите семена на занонията. Но не само на ботаника е направил такова впечатление съвършеният полет на безмоторника занония.

Пет години след статията на проф. Хаберланд (1893г.) пионерите във въздухоплаването Игнац и синът му Иго Етрих купуват от Ото Лилиентал два самолета: един безмоторник и една летателна машина с махащи крила. Лилиентал е първият, който от 1891г. извършва планиращи полети на разстояние няколкостотин метра със собствено изработени летателни уреди. През 1896г., едва 48-годишен, той се разбива в Щьолненските възвишения. Трагичната му смърт засенчва неговите успехи, които обаче никой не може да му отнеме. Само две години след смъртта му текстилните фабриканти от Бохемия Етрих – баща и син – решават да продължат делото на Лилиентал. Естествено, след неговата злополука те се стремели към възможно по-голяма сигурност при построяването на моделите си. Но още при краткия си полет техният първи планер се разпада на парчета (1899г.). Двамата конструктори не се отчаяли. Неуспехът им ги научил, че е необходимо да търсят по-сигурни образци в техническо отношение и да ги изследват основно. В техниката нямало такива образци. И така години наред Иго проучвал анатомията и движенията на летящите животни. Прилепите му се стрували дълго време най-подходящи за изследване поради летателните ципи, които могат да се използват като образец. Но подвижността на техните крила с променлива площ на закривяване в края на краищата осуетила всички обнадеждаващи планове. Иго Етрих търсил здрав, неподвижен планер в природата като образец на своите запланувани модели. Случайността му помогнала: хамбургският професор Фридрих Алборн тъкмо бил открил ненадминатите летателни качества на семето на Zanonia macrocarpa и в една статия под заглавие “Стабилност на летателните апарати” изтъкнал значението на тези качества за самолетостроенето. Статията попаднала в ръцете на Иго. Той незабавно се отправил със сътрудника си Франц Велс за Хамбург и получил от Алборн един модел на семето и някои ценни указания, как да се увеличи още повече стабилността му. “Чудесните летателни качества ни възхитиха”, пише по-късно той в своите мемоари.

“Летецът” занония е планер от типа “летящо крило”, т. е. безмоторник без опашка. От 1904 до 1909г. Етрих конструирал планери по този образец. Първият (1904г.) имал размах на крилата 6 м и товароподемност 25 кг. Вторият имал размах на крилата с 10 м по-голям, но както и на първия, на него нямало пилот и той носел полезен товар 50 кг. Можел да прелети на разстояние до 300 метра. През 1906г. Иго Етрих построил модел от същия тип, който имал и екипаж, а през 1909г. се появил модел с мотор от 40 конски сили. При моторизираните еднокрили модели – тези с екипаж – възникнали трудности при центрирането им, което трябва да бъде съвсем точно за повишаване устойчивостта на полета. Такъв бил случаят при образеца – семето на занония, но подвижният човешки товар донесъл със себе си и проблемите. Ето защо следващият модел на Етрих имал стабилизираща опашка, заимствана от гълъба, и през май 1910г. той стартирал успешно за първия си полет. Това е пионерско постижение във въздухоплаването. Летящите семена на един тропичен вид лиана е бил образецът за решаващите “прощъпулници” на човека във въздуха.
…

Какво постигат всъщност растенията с тяхната склонност към “пътешествия”? Не е ли все едно къде растат? Бихме могли да мислим, че там, където цъфти и плодоноси майчиното растение, би трябвало да има и най-благоприятни условия за потомството, докато гаранцията за благоприятна обкръжаваща среда става толкова по-съмнителна, колкото повече се отдалечават семената, плодът или цели растителни части от първоначалното място. По принцип това е правилно. Все пак обаче две изключително важни причини обясняват стремежа на растенията за настъпване в нови жизнени пространства. От една страна, чрез “емиграцията” растенията си създават “колониални” области, в които един ден е възможно да оцелеят дори когато в тяхната първоначална родина, станала им вече тясна, няма условия за “препитание”. Така например много растителни видове от алпийските области са оцелели през дългия ледников период, тъй като единични техни представители своевременно са се преселили в по-топлите долини или в равнините. Може да не бъде ледников период, който ще се превърне в заплашваща съществуването катастрофа. Дори повишаването на температурата с половин градус за по-дълго време и същевременно по-обилни валежи могат да станат опасни за живота на много растения. Гигантските кактуси-колони в Аризона при такава незначителна промяна на климата поемат твърде много вода. Те всмукват вода дотогава, докато се разпукнат и загиват.

Друга, може би много по-важна причина, поради която е възможно по-интензивно разпространение, е отбягването на монокултурите. Ако всички семена поникват до своето майчино растение и новите растения израсват там, ще се образуват области с напълно еднообразна флора в целия свят. Смесеният растеж на растенията от най-различни видове води към по-жизнени съобщества, което е много важно за по-нататъшното съществуване на тези растения. В противен случай, ще израстнат монокултури, които с течение на времето ще загубят своята жизнеспособност. За много кратко време епидемиите ще превърнат цели местности в пустини, без растителност, вятърът и водата ще отнесат хумусния пласт и ще затруднят развитието на нови растения. В горските монокултури не може да има здрава приземна растителност. В тях не се образува достатъчно резервна влага и това обстоятелство обрече цели гори на гибел. Бурите ще повалят голяма част от монокултурите, а падналите от вятъра дървета ще станат чудесна храна за короядите, които ще се размножат бързо и накрая ще унищожат и незасегнатите съседни гори. Именно чрез съществуването на растителни съобщества се предотвратяват тези опустошителни явления. Следователно предимството на ботаническите съобщества е ясно. Но човекът, създаващ горско стопанство, не само не го вижда, но и го игнорира.

 

Всяко повече или по-малко изчерпателно изследване на остров Мадейра съдържа сериозни обвинения срещу първите заселници, които са унищожили почти изцяло гъстите и обширни гори на острова. В книгите за северните средиземноморски страни винаги се намират упреци към жителите им, които преди стотици години са изсекли безотговорно дърветата по масивите и на които днес не се удава да ги залесят отново въпреки големите усилия.

Къде са обаче гласовете, които не ни сочат поуките от миналото, а настояват за предпазни мерки срещу щетите в днешно време, които щети ние систематично подготвяме във всички страни от умерените зони за утрешния ден? Нашето горско стопанство създава в най-голям мащаб тъкмо онова, което природата се старае да предотврати с всички средства – монокултури. Опасностите, на които са изложени тези култури – ветровал, епидемии, изсъхване на цели гори, – отдавна вече не са “гола” заплаха, а действителност. За няколко часа на 13 ноември 1972г. във ФРГ вятърът превърна широки площи от монокултури в места, наподобяващи сечища: само на площ от 100 хил. ха бяха изкоренени или повалени на земята 40 млн. дървета. Това прави 18 млн. кубични метра повалена дървесина. С нея би могло да се натовари товарен влак, дълъг 9000 км.

За да се отстрани колкото се може по-бързо това огромно количество повалена дървесина, бяха повикани на помощ секачи и горски работници от Тирол, та дори от Канада, защото забавянето криеше опасност, можеше да предизвика повсеместно нападение от корояда, което би застрашило останалите здрави насаждения. Въпреки бързата, интензивна и огромна работа картината на много места половин година след катастрофата изглеждаше [все така потресаващо]… Ясно личи и един друг аспект на вредата, нанесена от бурята: в голямата си част унищожените стволове са пречупени, разцепени, т. е. дървесината им вече е обезценена. Отглежданата в продължение на десетки години полезна гора за кратко време беше превърната от бурята в дърва за горене.

Дали това беше непредвидена и непредотвратима катастрофа? В непосредствена близост със засегнатия през 1972г. район още през 1958г. буря беше повалила широка просека в едно старо насаждение от смърч. Какви мерки бяха взети от отговорните власти във връзка с това? Местните власти трасираха една нагледна алея за поука, прокараха я покрай толкова нежелания ветровал и поставиха табела, която обяснява какво трябва да се направи за предотвратяване на изкореняването от вятъра: “Засаждането на защитни ивици вертикално на посоката на преобладаващия вятър, поддържане на горската ивица, засадена с ниско разклонени дървета, смес от растения с дълбоки и с плоски коренови системи”. “Застрашени от бури – поучава същата табела – са дървесните видове с плоска коренова система (смърчът), а устойчиви на бури – европейската лиственица, борът, елата, дъбът и липата.” Тъкмо тази табела, колкото и похвално да е нейното поставяне, днес въздейства като мрачна илюстрация на човешкото недомислие. Зад нея, върху някогашното оголено от бурята място, расте ново, изкуствено засаждение – нова чисто смърчова култура, а отзад като завършек на печалната картина пречупените неми свидетели на ветровала напомнят за случилото се през 1972г. Дали и върху тази опустошена площ ще бъде създадена нова монокултура, която със сигурност ще стане жертва на буря след 20, 30 или 40 години? Несъответствието между текста върху табелата и създаденото младо смърчово насаждение доказва, че на практика препоръките не се изпълняват.

 

В природата монокултури обикновено не се срещат. Ние, хората, обаче не преставаме да ги създаваме. Трябва ли да се учудваме, ако отново ще оплакваме последиците от нашето неблагоразумие?

 

из “Растенията – гениални инженери на природата” (Земиздат, 1984г., превод от немски Нона Тонева-Радева.)