Twoja wyszukiwarka

HALINA GALERA
PODWODNE ZALOTY
Wiedza i Życie nr 8/1998
Artykuł pochodzi z "Wiedzy i Życia" nr 8/1998

KWIATY NIEKTÓRYCH ROŚLIN WODNYCH SĄ NIEPOZORNE I NIEZBYT EFEKTOWNE, ALE ICH MIŁOSNE STRATEGIE BYWAJĄ NIE TYLKO EMOCJONUJĄCE, ALE I BARDZO WYRAFINOWANE.

Rośliny nasienne1 to mistrzowie życia na lądzie. Swój sukces zawdzięczają nie tylko budowie korzeni, łodyg i liści umożliwiającej prowadzenie racjonalnej gospodarki wodnej. Równie istotne okazało się uniezależnienie procesów rozmnażania płciowego od obecności wody. Inne rośliny lądowe, takie jak paprotniki czy mszaki, przynajmniej okresowo wymagają środowiska przesyconego wodą - tylko w takich warunkach ich zaopatrzone w wici plemniki mogą dopłynąć do komórki jajowej i dokonać aktu zapłodnienia.

Rośliny nasienne, a zwłaszcza okrytonasienne, wynalazły bardzo skuteczny sposób pokonania tej niedogodności. W tym celu we wnętrzu pręcików kwiatowych są wytwarzane mikroskopijne ziarna pyłku, zawierające prekursory komórek plemnikowych. Zanim jednak powstaną męskie komórki rozrodcze, musi dojść do zapylenia. Odbywa się ono zazwyczaj przy udziale zwierząt lub wiatru [patrz Dla kogo kwitną kwiaty, "WiŻ" nr 5/1998, Uczucia na wietrze, "WiŻ" nr 6/1998]. Następnie ziarno pyłku kiełkuje na znamieniu słupka, wytwarzając łagiewkę pyłkową, w której wnętrzu powstają pozbawione wici, a przez to nieruchliwe komórki plemnikowe. Rosnąca w kierunku komórki jajowej łagiewka transportuje je do miejsca, gdzie nastąpi zapłodnienie.

Ten skomplikowany proces powstawania i przenoszenia męskich komórek płciowych umożliwił roślinom okrytonasiennym opanowanie lądów. System sprawdził się także u tych ich przedstawicieli, którzy ponownie przystosowali się do życia w środowisku wodnym. Taki "powrót do źródeł" wymagał jednak kolejnego zmierzenia się z problemem transportu ziaren pyłku. Rośliny poradziły sobie z tym na kilka sposobów.

Nie ma kwiatów zapylanych wyłącznie przez mięczaki. W przypadku czermieni błotnej (Calla palustris) obok drobnych muchówek zapylaczami mogą być jednak także ślimaki, które często odwiedzają kolbowate kwiatostany tej rośliny

Niektóre wodne rośliny okrytozalążkowe tworzą kwiaty wynurzające się nad powierzchnię wody i przystosowane do zwierzęcopylności lub wiatropylności. Grążele żółte (Nuphar lutea) oraz grzybienie białe (Nymphaea alba) (określane potocznie jako "lilie wodne") mają efektowne kwiaty na długich szypułkach, zakwitające nad powierzchnią wody i zapylane przez owady. Na kwiatach czermieni błotnej (Calla palustris) obserwowano pełzające ślimaki - istnieją więc przypuszczenia, że to one właśnie mogą przenosić pyłek. Rośliny szuwarowe, takie jak oczeret jeziorny (Schoenoplectus lacustris) i pałka szerokolistna (Typha latifolia), tworzą kwiatostany umieszczone wysoko nad wodą, a zapylenie odbywa się u nich z udziałem wiatru.

Istnieją jednak także rośliny okrytozalążkowe zapylane z udziałem wody (stąd zwane wodopylnymi, czyli hydrogamicznymi). Taki sposób transportu pyłku wymaga nie tylko zabezpieczenia jego ziaren przed nasiąkaniem wodą, lecz także wytworzenia mechanizmów zwiększających prawdopodobieństwo, że napotka on znamię słupka. Skuteczne metody prowadzenia tych "wodnych podchodów" opanowały liczne, nie spokrewnione ze sobą gatunki.

Grążel żółty (Nuphar lutea) jest rośliną wodną o pełzającej po dnie łodydze i dużych liściach pływających po powierzchni wo-dy. Tworzy efektowne kwiaty, które
jaskrawą barwą zwabiają zapylające je owady - zazwyczaj muchy i chrząszcze. Dodatkową atrakcją dla zapylaczy jest ne-ktar, produkowany w licznych miodnikach

Najbardziej znanym przykładem rośliny wodopylnej jest walisneria spiralna, czyli nurzaniec spiralny (Vallisneria spiralis). Pod tymi dość dziwacznymi nazwami kryje się akwariowa roślina podwodna, pochodząca głównie z rejonów tropikalnych.

Jest to gatunek dwupienny, u którego występują osobniki męskie z kwiatami pręcikowymi oraz osobniki żeńskie o kwiatach wyposażonych w słupki. Te ostatnie wynurzają się na długich szypułkach - cienkich i śrubowato skręconych (dlatego nazwa rośliny powinna brzmieć walisneria śrubowata lub helisowata) i zakwitają, unosząc się na wodzie. Zamknięte jeszcze kwiaty męskie odrywają się z kwiatostanów, wypływają na powierzchnię i tu się otwierają. Wypukłe listki okwiatu unoszą je na wodzie, funkcjonując jednocześnie jako "żagielki" .

Pędzone po wodzie podmuchami wiatru, napotykają kwiaty żeńskie i, zderzając się z nimi, przyklejają ziarna lepkiego pyłku do dużych, pierzastych znamion. Kontaktowi temu sprzyjają niewielkie wklęśnięcia w powierzchni wody występujące wokół żeńskich kwiatów. Kwiaty pręcikowe wpadają w nie niczym piłka do golfowego dołka. Po zapyleniu kwiaty żeńskie są ponownie wciągane pod wodę przez ich skręcające się szypułki.

Ten typ wodopylności nazywamy hydrogamią nadwodną, gdyż sam proces przenoszenia pyłku ma miejsce na powierzchni wody. Bardzo podobny mechanizm występuje także u innych roślin wodnych, takich jak rzadka i rodzima dla Polski przesiąkra okółkowa (Hydrilla verticillata), której kwiaty męskie gwałtownie rozrzucają pyłek po powierzchni wody. Często u nas spotykana, lecz pochodząca z Ameryki moczarka kanadyjska (Elodea canadensis) tworzy męskie kwiaty zaopatrzone
w 6 pręcików, z których 3 służą jako żagielki. W przypadku tego ostatniego gatunku w europejskich wodach występują jednak tylko okazy żeńskie, tworzące kwiaty na długich szypułkach.

Wśród innych mechanizmów zwiększających szanse zapylenia na drodze hydrogamii nadwodnej warto wymienić także tworzenie skupień pyłku unoszących się na powierzchni wody. U roślin z rodzaju Amphibolis tworzą one rodzaj siateczki zbudowanej z długich ziaren pyłkowych. U Halophila pyłek zlepia w "tratewki" otaczający go śluz.

U walisnerii spiralnej (Vallisneria spiralis) zapylenie odbywa się na powierzchni wody, kiedy żeglujące po tafli wodnej kwiaty męskie (A) napotkają kwiaty żeńskie (B)

Wspólną cechą wszystkich tych strategii jest wykorzystanie właściwości fizycznych wody. To właśnie napięcie powierzchniowe występujące na granicy między wodą i powietrzem pozwala na unoszenie się kwiatów męskich i ziaren pyłku na tafli wodnej. Dzięki niemu również wokół kwiatów żeńskich powstają dołki.

Znacznie rzadziej spotykane jest natomiast zapylenie podwodne, czyli hydrogamia właściwa. Zjawisko to dotyczy roślin całkowicie i stale zanurzonych, których nawet kwiaty otwierają się pod wodą. Jego unikatowość wynika z faktu, że ziarna pyłku i słupki (kwiaty żeńskie) rozrzucone są w trójwymiarowej toni wodnej. W przypadku hydrogamii nadwodnej prawdopodobieństwo spotkania się partnerów jest większe, gdyż gra toczy się w przestrzeni dwuwymiarowej. Niemniej jednak strategie zapyla-nia podwodnego zdają egzamin. Wykorzystują dużą gęstość wody, pozwalającą na długotrwałe unoszenie się obiektów o znacznym nieraz ciężarze. Stosujące je kwiaty mają duże (często wydłużone) i lepkie znamiona, a ziarna ich pyłku przyjmują zwykle nitkowaty kształt, przystosowany do unoszenia się w toni wodnej.

U zamętnicy (Zannichellia) i jezierzy (Najas) ziarna pyłku są owalne, lecz szybko wytwarzają długie łagiewki pyłkowe, ułatwiające przenoszenie przez prądy wodne. Podobne właściwości wykazują nitkowate skupiska pyłku u egzotycznych roślin wodnych z rodzaju Thalasia, u których kuliste ziarnka pozlepiane śluzem w sznury przypominają nanizane na nić paciorki. Pręciki powszechnie spotykanego w naszych wodach rogatka sztywnego (Ceratophyllum demersum) uwalniają pyłek o ciężarze właściwym zbliżonym do ciężaru wody. Wydłużony pyłek rosnącej m.in. na wybrzeżu Bałtyku zostery morskiej (Zostera maritima) jest nawet lżejszy od wody i unosi się ku jej powierzchni; roślina ta stanowi przykład z pogranicza hydrogamii właściwej i nadwodnej.

Trzcina pospolita (Phragmites australis) jest trawą występującą pospolicie u wybrzeży naszych wód. Jej charakterystyczne wiechowate kwiatostany są zapylane przez wiatr. Sprzyjają temu opatrzone długimi nitkami pręciki (A), które przy każdym podmuchu wiatru wysypują ogromne ilości lekkiego, sypkiego pyłku oraz piórkowate znamiona (B), do których z łatwością przyklejają się ziarna pyłku

Rodzima dla Polski rupia nadmorska (Ruppia maritima) zakwita na powierzchni wody, ale pyłek jej jest sypki i unosi go wiatr. Ziarno pyłku może także za pośrednictwem jej ruchów dostać się na znamię słupka. Długie i cienkie szypułki kwiatowe, poddając się prądom wodnym, wywołują wahadłowe drgania żeńskich kwiatów, dzięki czemu pyłek jest zbierany z większej powierzchni wody. Jest to zatem sposób pośredni między wodo- i wiatropylnością.

Analizując sposób przenoszenia pyłku u wodnych roślin kwiatowych, można by stwierdzić, że "historia zatoczyła koło": w ich przypadku znów woda transportuje ziarno pyłku, które kiełkując na znamieniu słupka, tworzy łagiewkę, zapewniającą komórkom plemnikowym półpłynne środowisko i przenoszącą je w stronę zalążka. Jednak wtórne przystosowania do życia w środowisku wodnym tylko pozornie przypominają powrót syna marnotrawnego.

Zadziwiające swym nowatorstwem rozwiązania dotyczą nie tylko fizjologii rozmnażania wodnych roślin okrytonasiennych, ale także ich budowy. To właśnie w tej grupie obok okazałych, zakorzenionych w dnie roślin o dużych liściach unoszących się na powierzchni wody występuje wolno pływająca najmniejsza na świecie roślina naczyniowa - wolffia bezkorzeniowa (Wolffia arrhiza).

Wodopylność również nie jest jedynie "wybrykiem natury", lecz wyrafinowanym przykładem jej możliwości, szczególnym przypadkiem ewolucji równoległej, jaka dokonała się w kilku nie spokrewnionych ze sobą grupach roślin. Ta zbieżność jest wynikiem podobnego wykorzystania właściwości fizycznych wody - niezwykłej substancji, której znaczenie dla świata żywego jest nie do przecenienia.

Rysunki autorki

1 W artykule przyjęliśmy przestarzałe już nieco nazewnictwo stosowane jednak nadal w wielu opracowaniach popularnonaukowych i podręcznikach.

Mgr HALINA GALERA jest asystentem w Ogrodzie Botanicznym - CZRB PAN w Powsinie.

O podobnych zagadnieniach przeczytasz w artykułach:
(05/98) DLA KOGO KWITNĄ KWIATY
(06/98) UCZUCIA NA WIETRZE
(07/98) SAMOZAPYLENIE-SUKCES CZY PORAŻKA
(11/98) LEŚNE OWOCE