Azorella compacta — растение из другого измерения

Высокогорные районы Анд редко посещаются исследователями, однако они являются домом для совершенно другого мира интересных растений в своей собственной лиге.

Произрастающие высоко в горах растения эволюционировали с помощью узкоспециализированных физиологических процессов, которые не наблюдаются у других растений. Это является результатом экстремального давления эволюционного отбора, оказываемого на них в среде обитания, такого как отрицательные температуры, снег, шквалистый ветер и интенсивное ультрафиолетовое излучение. Поэтому химические реакции у таких растений позволяют им синтезировать незамерзающие углеводы, ультрафиолетовые фильтры, мощные антиоксиданты и гасители свободных радикалов, чтобы справиться с такими экстремальными условиями.

Интересным примером высокогорного растения является Azorella compacta из семейства Apiaceae (Зонтичные), к которому относятся всем известные морковь и пастернак. A. compacta получила свое общепринятое название от слова из языка индейцев кечуа «Ярета», Yareta на английском или Llareta на испанском. Растет в альпийских пустынях Чили, Боливии, Аргентины и Перу на высоте от 3200 до 5250 метров над уровнем моря. Эти внеземные зеленые пузыри на самом деле состоят из тысяч крошечных розеток, каждая из которых имеет собственный стебель. Они настолько плотно прилегают друг к другу, что образуют сплошную компактную массу с большим стержневым корнем под землей. На самом деле Ярета настолько густая, что вы можете пройтись прямо по ней, не причинив растению никакого вреда. А также эта слитность не позволяет любым травоядным животным в этом районе, таким как викунья, откусить от нее что-либо.

Ярета также производит смолу, которая просачивается между розетками и закрывает даже самые маленькие щели. Эта стратегия, в сочетании с естественной компактной формой, помогает минимизировать потери воды и улучшить изоляцию, поскольку во многих местах, где встречается Ярета, температура может понижаться до –17°C. Эти приспособления действительно работают, поскольку экофизиологические исследования Кэтрин Клейер и Филипа Ранделя (2009) показали, что в течение суток Ярета поддерживала стабильную температуру 6-12°C всего в 5 см внутри купола, даже когда температура воздуха вокруг была –7°C.

Еще одна примечательная стратегия, которую использует Ярета для сохранения тепла, — это произрастание на экваториальной стороне гор, прямо у скал и валунов. В некоторых случаях Ярета может полностью покрывать даже большие камни. Выглядит это так, как будто она поедает камень! Рост на этих стратегических позициях позволяет Ярете поглощать как можно больше солнечного излучения в течение дня. И поскольку валуны также поглощают тепло, то это добавляет еще один буферный эффект для усиления изоляции, а также защищает Ярету от сильного, леденящего ветра. Дополнительные полевые исследования Клейер и Ранделя подтверждают, что температура почвы на глубине 5 см была на 4,5°C выше в полдень непосредственно рядом с валунами диаметром более одного метра, по сравнению с открытой и обнаженной почвой. А в ночное время температура почвы была на 1,5°C выше у больших валунов, по сравнению с обнаженной землей. Эти температуры могут показаться незначительными, но в таких экстремальных условиях иногда даже «чуть-чуть» может оказаться достаточным.

Так как же Ярета размножается? Самооплодотворяющиеся цветы Яреты являются гермафродитными, то есть имеют как мужские, так и женские органы. Несмотря на то, что они обладают этой способностью, они все же остаются готовыми к перекрестному опылению насекомыми в течение дня. Затем, если опыление не совершилось, вечером при закрывании цветы самоопыляются. Опылителями на этих высотах являются мухи, осы и муравьи.

В начале декабря семена Яреты можно увидеть повсюду, и один быстрый взгляд на них указывает на морфологию семян пастернака и многих других членов семейства Зонтичные. Ярета иногда прорастает на полярных сторонах скал и гор, но одной ее физиологической адаптации зачастую недостаточно, чтобы позволить выжить в первые несколько уязвимых лет. Это является еще одной причиной того, что растения, прорастающие при экваториальной ориентации, более успешны в плане выживания.

Еще одним интересным фактом является то, что растет Ярета в среднем всего на 10 мм в год. В местах произрастания вполне обычно встретить комья Яреты диаметром более четырех метров. Подобные и многие более крупные растения насчитывают, по оценкам, более трех тысяч лет, что делает их одними из самых старых живущих ныне растений на Земле.

Множество других альпийских растений используют ту же самую морфологическую стратегию компактного, низкорасположенного роста, а также иные необходимые физиологические адаптации, связанные с экстремальными условиями высокогорья. Это хороший образец эволюционной конвергенции растений, которые развивались и адаптировались в этой экстремальной среде.

Возьмем, к примеру, Distichia muscoides, которая также превращается в компактные, прилегающие к земле комья и издали может напоминать более молодую Ярету. На приведенных здесь снимках можно увидеть это растение на высоте 4950 метров в Перу, всего в четырехстах метрах от ледника Пасторури в национальном парке Уаскаран. D. muscoides также встречается в некоторых частях крайнего севера Чили и почти всегда растет на краю озер и ручьев, часто образуя плотные маты, покрывающие обширные площади.

Дополнительные примеры обсуждаемой морфологии выживания можно увидеть у Pycnophyllum molle и P. bryoides, которые представляют собой пару суккулентов, произрастающих в тех же местах, что и Ярета. Эти растения относятся к Caryophyllaceae (семейству Гвоздичных) в отряде Caryophyllales (Гвоздичноцветные). Любопытно, что они напоминают некоторые виды толстянок из Южной Африки. В той же среде обитания можно увидеть даже Werneria aretioides, члена семейства Сложноцветных (Asteraceae). Она держится поближе к земле и даже развила суккулентные листья, чтобы пережить засушливый сезон.

Конечно, я не могу закончить эту статью, не упомянув растущий высоко в горах подушковидный кактус. Cumulopuntia boliviana subsp. ignescens — возможно самый высокогорный из всех кактусов, и его часто можно увидеть на головокружительной высоте более 4000 метров. Колючки Кумулопунции помогают защититься от поедания травоядными животными, но они также служат и защитой от жесткого ультрафиолетового излучения на больших высотах. Практически все высокогорные кактусы имеют невероятно плотное покрытие из шипов или трихом, которые способствуют притенению и защищают их эпидермис, кожицу и даже ДНК от повреждения ультрафиолетом.

Все фото автора