Кто такие суккуленты и как они устроены

Виды, входящие в группу «суккуленты» не всегда связаны родством друг с другом. Это так называемая «жизненная форма» — характерный облик, который приобрели растения в сходных условиях существования.

Корневая система

Корни суккулентов приспособлены для быстрого поглощения любой поступающей влаги:

• в большинстве случаев корни расположены на большой площади близко к поверхности почвы, чтобы всасывать максимальное количество воды;
• если основные корни идут глубоко в землю — зачастую тонкие боковые всасывающие корни могут расти по направлению к поверхности почвы;
• способны втягивать растение в землю в период засухи за счет сморщивая тканей (наблюдается не у всех суккулентов);
• при недостатке влаги в почве некоторые суккуленты могут отрастить воздушные корни.

Существуют каудексоформные суккуленты — у них сильно утолщена часть стебля или корня. Каудекс — запасающее воду образование — не имеет древесных волокон и может достигать нескольких метров в диаметре.

Стебель и листья

Являются главными вместилищами влаги, поэтому все суккуленты условно делят на 2 группы: стеблевые и листовые (иногда выделяют еще и корневые).

Стебли и листья суккулентов иногда до 90-95% состоят из водозапасающей ткани.

У литопсов и им подобных практически вся ткань листа состоит из водоносных клеток, на верхушке листа она разрастается и образует «листовые окна». Благодаря строению листа, лучи проходят вглубь ткани как через матовое стекло. Выпуклая поверхность «окон» отражает лучи солнца (подробное строение — на фото справа).

У многих суккулентов таким же целям служат светлые пятна, полоски.

Водозапасающая ткань

Листовое окно. Участок листа с бесхлорофильными водоносными клетками. Жаркие лучи солнца проходят через них и значительно ослабленные достигают клеток, содержащих хлорофилл.

Фотосинтезирующий участок ткани листа

Новые листья. Ежегодно внутри пары зрелых листья образуются новые, которые развиваются за счет увядающих старых.

Нитевидные корни

Эпидермис

У суккулентов очень плотный эпидермис с утолщенными стенками клеток. Поверхность эпидермиса часто защищена тонкой пленкой — кутикулой (надкожицей), иногда она бывает покрыта восковым налетом или волосками.

Все эти приспособления выполняют несколько функций:

1. Замедление вентиляции поверхности листьев и снижение испарения;
2. Защита от солнечных лучей, иногда от заморозков.

Колючки, шипы и другие способы защиты

Многие суккуленты обзавелись колючками для защиты от животных:

У некоторых молочаев за колючки принимают прочные и твёрдые цветоносы (Euphorbia meloformis).

Другие особенности адаптации

Уменьшению избыточного испарения влаги также способствуют:

• выделение железами листа эфирных масел (эониум бальзамический и эониум виргинский)
• выделение поверхностью листа липкой смолы, к которой прилипает песок и защищает растение от перегрева (псамофора).

Цветки

Суккуленты объединяют в себе представителей многих семейств, поэтому их цветы довольно разнообразных и зачастую похожи на цветы несуккулентных растений.

Некоторые суккуленты являются ветроопыляемыми, но большинство опыляется насекомыми и животными:

• яркоокрашенный или душистые цветы привлекают пчел, бабочек, птиц и летучих мышей;
• дурнопахнущие цветы опыляют мухи и муравьи.

Другие особенности:

• у некоторых экономящих воду суккулентов цветы уменьшились в размерах;
• цветки бизоновых закрываются, как только небо покрывается тучами — иначе быстро портится пыльца.

Плоды и семена

Плоды и семена суккулентных растений намного разнообразнее, чем их цветки:

• плоды кутровых, ластовневых и сложноцветные — несъедобные с семенами, покрытыми густыми длинными волосками;
• плоды кактусов — сочные, яркие и съедобные;
• плоды аизовых — сухие и ячеистые, с «крышечками», открывающимися под ударами дождевых капель;
• плоды молочайных — трехдольные, при созревании они растрескиваются и выбрасывают семена на расстояние более метра;
• плоды толстянковых и портулаковых — поднятые вверх открытые сухие капсулы.

Изменения во внутреннем строении

Наряду с запасающими органами, суккуленты развили и другие приспособления для удержания жидкости:

• клеточный сок суккулентов содержит много коллоидных веществ, препятствующих быстрому испарению влаги;
• развита рыхлая водоносная ткань, отличающаяся крупными клетками, в которых находятся вещества, способствующие удержанию воды.

Особый обмен веществ — CAM-метаболизм

В процессе адаптации к условиям окружающей среды у суккулентов выработался особый обмен веществ. Если у обычных растений фотосинтез происходит днем, то у большинства суккулентов днем устьица закрыты, поэтому синтез питательных веществ осуществляется ночью (такой метаболизм получил особое название: CAM-метаболизм или кислотный метаболизм толстянковых):

1. Ночью в растение поступает углекислый газ CO2, в ходе усвоения которого образуются органические кислоты.
2. Днем кислоты разрушаются, освобождая CO2, который, вступая в реакцию с водой, образует углеводы и кислород, выделяемый растениями ночью.

Таким образом, сокращая дыхание, суккуленты уменьшают потерю влаги в самые жаркие часы.