Ботаники из Высшей технической школы Цюриха в Швейцарии и Мюнхенского университета в Германии впервые обнаружили у хищных растений особый тип водосберегающего фотосинтеза. Речь идет о растениях рода Pinguicula, которые в России известны как жирянки. Исследование опубликовали в журнале Plant Biology. Ранее мы писали, как фиговые деревья превращают углекислый газ в камень.

Большинство плотоядных растений предпочитают влажные и болотистые места, бедные питательными веществами. Но жирянки — исключение. Более половины из 110 известных в мире видов этого рода растут в субтропических горах Мексики. Эти небольшие хищники прекрасно чувствуют себя на каменистых почвах, которые остаются сухими как минимум полгода. Некоторые из них делят свою среду обитания с типичными «жителями пустынь» — кактусами, агавами и другими суккулентами.

Жирянки используют для охоты липкие ловушки. Их листья покрыты мельчайшими железистыми волосками, которые выделяют капли липкой слизи. До сих пор оставалось загадкой, как этим растениям в засушливых условиях удается не только выживать самим, но и производить достаточное количество водянистой слизи для ловли насекомых.

Эксперимент в климатической камере

Чтобы найти ответ на этот вопрос, группа исследователей из Мюнхена провела эксперимент с несколькими мексиканскими видами жирянок, которые выращивали в теплицах Ботанического сада.

Молодой ученый Йорис Флек поместил растения из комфортных условий теплицы в специальные климатические камеры. Там воссоздали условия засушливого сезона в Мексике. Оказалось, что в условиях засухи жирянки кардинально меняют свой метаболизм. Они переключаются на так называемый САМ-фотосинтез (метаболизм крассуловой кислоты). Этот механизм экономии воды характерен для многих суккулентов. Ранее мы писали о 5 удивительных колючих растениях, которые встречаются не только в пустынях.

Как работает САМ-фотосинтез

САМ-фотосинтез — это хитрый способ выживания в жару. Маленькие поры на листьях растений — устьица — которые обычно открыты днем для поглощения углекислого газа (CO2), у этих растений днем закрыты. Это предотвращает потерю драгоценной воды через испарение в самые жаркие часы. Вместо этого устьица открываются ночью, когда прохладнее. Растение «вдыхает» и накапливает CO2, а днем использует этот ночной запас для процесса фотосинтеза.

«Мы не знали о САМ-фотосинтезе у плотоядных растений, даже у их близких родственников, — призналась руководитель исследования, профессор Гудрун Кадерайт. — Таким образом, число семейств растений, у которых этот механизм развился независимо, достигло 39».

В условиях изменения климата род жирянок может стать очень интересным объектом для дальнейших исследований. Эти растения прошли удивительный эволюционный путь — от влаголюбивых болотных видов до засухоустойчивых хищников.