т отверстие. Клапан при малейшем давлении извне вдается внутрь и открывает отверстие, но вследствие упругости при прекращении давления сразу возвращается на старое место, перекрывая вход. Изнутри открыть клапан невозможно из-за выступа нижнего края отверстия. Эти пузырьки — ловчие камеры. Натыкаясь на клапаны, мелкие водные животные открывают клапан, проникают в пузырь и оказываются в западне (рис. 8).
Пузырчатка использует животные белки, так как воды, в которых она обитает, отличаются бедностью азотистых соединений. Однако причислить пузырчатку к растениям-хищникам можно лишь с некоторой оговоркой. «Охота» пузырчатки пассивна. Животное само нажимает на клапан и оказывается в пузырьке, выход из которого невозможен из-за конструкции клапана. Животное задыхается, погибает и разлагается. Образующиеся при разложении соки поглощаются стенками пузырька. В этом смысле пузырчатка существенно отличается от настоящих растений-хищников, например росянки, что дало повод Ч. Дарвину метко окрестить пузырчатку растением-стервятннком (питающимся падалью). Стенки пузырька выделяют особые ферменты и бензойную кислоту, предохраняющие погибшую жертву от загнивания, вызываемого микроорганизмами. Таким образом пузырчатка как бы консервирует жертву, обеспечивая длительное ее усвоение.
Цветет пузырчатка летом. Желтые цветки поднимаются на высоких тонких цветоножках над поверхностью воды. Они неправильной формы, двугубые со шпорцем. Нижняя губа венчика длиннее верхней. Осенью листья на концах стеблей прекращают рост и складываются шаровидно, образуя простейшую зимующую почку. Растение опускается с холодами на дно, теряет из полостей воздух, но почки сохраняют воздушные полости. Поэтому почка при зимовке направлена вверх. Весной она отрывается от гниющего стебля, всплывает и быстро начинает расти в теплых поверхностных слоях воды на ярком освещении.
В аквариумах пузырчатка хорошо живет в летние месяцы и при ярком солнечном освещении иногда зацветает. Сохранить в аквариуме пузырчатку обыкновенную зимой трудно. Но если остались почки, взятые осенью в природном водоеме, их держат в сосуде с водой на окне при температуре на 2–3 °C ниже комнатной. С наступлением весны при дополнительной подсветке почки трогаются в рост и молодые растения переносятся в аквариум. Учащиеся могут наблюдать пузырчатку обыкновенную в аквариуме от почки до образования новых почек.
Большинство растений семейства пузырчатковых распространены в тропических пресных водоемах, из них 2–3 вида прочно акклиматизировались в любительских аквариумах. Чаще других в аквариуме содержат пузырчатку горбатую. От пузырчатки обыкновенной она отличается более тонким и гибким стеблем и очень узкими и короткими листочками. Зимой хорошо чувствует себя в аквариуме при достаточной подсветке и температуре около 20 °C.
В пресных водах СССР обитает настоящее растение-хищник альдрованда пузырчатая. Это родственница широко известной росянки круглолистной, обитающей на болотах. Оба растения принадлежат к семейству росянковых. Альдрованда пузырчатая в СССР встречается на Украине, Кавказе, в дельте Волги, местами в Курской, Ленинградской областях, а также в Средней Азии. Растение плавает у поверхности, корней нет, листья на горизонтальном стебле расположены по 8–9 мутовками, черешок клиновидный, плосковатый, на конце ложковидная пластинка, которая может складываться. Возле пластинки длинные чешуйки. Обычно створки пластинки-клапана составляют угол 60°. Край покрыт острыми щетинками, затем идет зона выделяющих слизь железок, зона без железок и, наконец, зона с переваривающими железками и чувствительными щетинками. При складывании пластинок две зоны плотно смыкаются, а вогнутая — образует полость.
Механизм активной охоты у этого растения таков. Щетинки воспринимают раздражение и приводят в движение аппарат сведения пластинок. При раздражении только внешних щетинок пластинки сходятся медленнее, при раздражении и внутренних — быстрее и плотнее. Створки замыкаются герметически. Пойманное мелкое животное бьется в полости, своим движением раздражая щетинки и вызывая еще более сильное смыкание створок. Это же раздражение запускает в действие пищеварительные щетинки, они выпускают особый фермент, убивающий и переваривающий добычу. По завершении поглощения соков возбуждение спадает и створки раскрываются, непереваренные остатки смываются с пластинок водой.
Альдрованда хорошо растет и вегетативно размножается в аквариумах с верхним освещением лампами накаливания. Скопления пузырчатки у нас и в тропических водоемах— благоприятный биотоп для развития личинок комаров. Ареал альдрованды разорван не только на территории СССР, но и за ее пределами (местами в ГДР, Польше, Северной Италии, Южной Франции, в болотах Бенгалии, в тропической части Восточной Австралии). Это растение находится под охраной.
Из семейства рясковых на территории СССР обитает пять видов. Ряска трехдольная живет целиком погруженная в воду. Ряска трехдольная в условиях школы — хороший объект наблюдения (рис. 9). Интересны ее морфология, оригинальный способ вегетативного размножения, условия перезимовки в аквариуме, значение для других обитателей искусственного водоема. Остальные виды рясок живут на поверхности водоема, соприкасаясь, как с водой, так и с атмосферой: ряска малая размером всего 2–3 мм, ряска горбатая 5–6 мм, спироделла многокорневая и вольфия бескорневая — 1,5 мм.
Зеленые пластинки рясок — это не листья, а видоизмененные стебли, принявшие на себя функцию фотосинтеза. Стебли ряски сравнивают с листьями кувшинок или водокраса: интересна конвергенция различных органов растений разных семейств, находящихся в сходных условиях обитания.
На экскурсии и на занятиях кружка следует внимательно рассмотреть растение. Стебель безлистный, округлый (у ряски малой — овальный). Из центра пластинки снизу отходит один полупрозрачный корешок (у многокоренной — их несколько). Конец корешка заключен в конусовидный кармашек — противовес. Корешки обеспечивают устойчивость растения на поверхности водоема. Под лупой в тканях пластинки видны аэрокамеры, наполненные воздухом. Они способствуют плавучести пластинки. Проверить это положение можно на занятии — осторожно пинцетом взять ряску за корешок и заглубить. Отпущенная пластинка ряски всплывает. Летом пластинки ряски многокоренной снизу красные.
Красная окраска многих гигрофитов объясняется присутствием в клетках пигмента антоциана. При ярком освещении хлорофилл частично разрушается и антоциан экранирует хлорофилл от излишнего света. Колпачок ряски подобен по происхождению корневому чехлику наземных растений, но специфика обитания в воде привела к редукции внутреннего строения чехлика: исчезли подвижные крахмальные зерна — статолиты, осталась лишь внешняя часть — оболочка. Один из представителей рясковых — вольфия утратила и корешок.
Цветут ряски чрезвычайно редко. В связи с этим до начала XVIII в. даже ботаники относили ряски к водорослям[5]. Цветки ряски появляются на краю пластинки — стебля. Один женский и два мужских цветка сидят как бы в мешочке, и это соцветие рассматривают как крайне упрощенный початок. Найти цветок ряски — большая удача даже для ботаника. Он считается самым маленьким цветком в мире. За последние 200 лет в скандинавских странах зарегистрировано 33 случая цветения, в Польше — 2, в нашей стране — 26.
Плод ряски размером с маковое зернышко снабжен килем, с помощью которого недолго плавает и через один-два дня прорастает.
Обычно ряски размножаются вегетативно. На краю пластинки образуется почка, затем из нее развивается пластинка.
Зимой ряски хорошо растут в аквариумах, освещаемых электролампами. В природе пластинки опускаются под лед. Происходит это потому, что масса ряски равна массе воды при температуре +4 °C. По мере охлаждения воды аэрокамеры наполняются водой, ряска становится все тяжелее и, опускаясь, избегает вмерзания в лед. Быстрое развитие рясок может вызвать нежелательные последствия для других обитателей водоема, так как ряски препятствуют проникновению солнечного света и кислорода сверху, отчего страдают погруженные высшие растения, фитопланктон и животные, которым для дыхания необходим атмосферный кислород.
Умеренное развитие ряски создает благоприятные условия для жизни многих водных организмов. Ряски значительно способствуют обогащению воды кислородом, что можно проверить в условиях уголка живой природы.
Ряска как в природе, так и в аквариуме служит хорошим убежищем для многих беспозвоночных животных и мальков рыб. Многие животные употребляют ряску в пищу (рыбы, птицы, ондатра и др.). Ряска используется и как дополнительный корм свиньям и домашней птице. Особой питательностью отличается ряска малая. В сухой массе ее содержится до 25 % банков, до 4–5 % жира, 30 % безазотистых экстрактивных веществ, до 20 % клетчатки и 18 % золы.
Ряску заготовляют и как добавку к силосу, используют также для приготовления кормовой муки. Употребляют ее и в качестве зеленого удобрения.
Вторую группу составляют водокрасы, лимнобиумы и телорезы. Водокрас, или лягушатник (семейство водокрасовые), — обычное растение стоячих и слабопроточных вод Средней России. Встречается даже в мелких водоемах и дренажных канавах вдоль шоссе (рис. 10).
Водокрас имеет округлые с сердцевидным вырезом у основания ярко-зеленые выпуклые пластинки листьев, лежащие на поверхности воды. При ярком солнечном освещении на поверхности листьев проступают пунцовые пятна антоциана или же листья приобретают общий оливково-коричневый оттенок. При освещении молодые листья могут быть розовыми, красноватыми — антоциан защищает в молодых листьях хлорофилл от разрушения избыточным освещением. Черешки листьев длиной 5 — 10 см отходят розеткой от короткого стебля 1–2 см. Вниз от стебля опускаются немногочисленные толстые неветвящиеся белые корни, покрытые белыми волосками. От стебля отходят и боковые побеги, из почек на их концах развиваются дочерние кустики. Часто, потянув за одно растение, можно вытащить целую цепь из 10–15 растений-потомков. Осенью на концах столонов почки не развиваются (задержку вызывают сокращение освещенности и холодная вода), а обилие питательных веществ делает такую почку более тяжелой. Оторвавшись от материнского растения, почки плавно опускаются ко дну и останавливаются у поверхности грунта. Весной с увеличением освещенности и температуры воды активизируется фотосинтетический процесс в почках, в специальных полостях накапливается воздух, почка становится легче воды, устремляется к поверхности и вскоре выпускает первый плавающий лист. Водокрас может зимовать в аквариумах при электроосвещении, но сильно мельчает зимой. Гораздо устойчивей для аквариумной культуры его американский родственник лимнобиум, или трианея, который при электроосвещении хорошо растет круглый год.