У вонючего цветка-гиганта теплые тело и дыхание

Экзотическое растение amorphophallus titanum, латинское название которого переводится как «гигантский бесформенный фаллос», способно генерировать тепло. Оно исходит от цветка пульсирующими циклами. Особенности этого процесса исследовали ученые из Института биоразнообразия растений (Бонн, Германия) под руководством профессора Бартлротта.

Выделение тепла происходит с распространением зловонного аромата, который многие сравнивают с запахом разлагающегося трупа, протухшего сыра, носков, мужской раздевалки и другими не менее «аппетитными» ароматами. Все это делается для привлечения насекомых-опылителей, которые питаются падалью.

Большой конфуз

Своими гигантскими размерами и необычной формой это растение известно уже давно. Удивительный цветок обнаружил в дождевых лесах Суматры итальянский ботаник Одоардо Беккари (Odoardo Beccari) в 1878 году. И сейчас дождевые леса острова Суматра остаются единственным естественным ареалом этого удивительного растения. Правда, через десять лет после открытия amorphophallus titanum прижился в Королевском ботаническом саду в Лондоне. А когда растение наконец зацвело, в викторианском обществе Англии случился большой конфуз. Поэтому женщинам так и не разрешили посмотреть на неприличную заморскую диковинку.

Как растет гигантский цветок

Amorphophallus titanum – эфемероид (как тюльпаны или нарциссы) из семейства арониевых. Пока длится сухой сезон, мясистый клубень весом около 50 кг «дремлет» под землей. Когда начинаются дожди, растение выбрасывает на поверхность гигантский цветок, похожий на прямой ствол – он называется спадикс, -- обернутый большим листом (спатом). Спадикс покрыт огромным количеством мелких бутонов – на нем можно обнаружить примерно 500 мужских и 450 женских цветков. Через шесть недель огромный лист спат разворачивается и цветки распускаются. А ночью растение начинает испускать зловонный аромат, основу которого составляют сераорганические соединения (в основном метилмеркаптан и диметилсульфид).

Зловонный эксперимент

Команда профессора Бартлротта получила уникальную возможность проследить за генерацией тепла amorphophallus titanum в оранжерее боннского ботанического сада, когда в мае 2006 года там зацвело сразу три растения. Для исследований ученые использовали фиксирующую инфракрасное излучение камеру.

Как говорят авторы работы, термографические снимки спадикса они делали каждые две минуты с 17.00 до 2.00. Позже по снимкам рассчитывали значения температуры. А вот интенсивность запаха оценивать пришлось субъективно, на основе личных ощущений экспериментаторов.

Несмотря на дурноту, ученым удалось подробно изучить весь процесс цветения amorphophallus titanum. По их данным, в 20.00 камера зафиксировала выделения тепла из спадикса. В 21.15 температура достигла максимума. А в 22.00 выделение тепла прекратилось.

В 22.30 камеры снова зафиксировали выброс тепла, который длился пять минут. И именно в это время температура у вершины спадикса достигла своей максимальной величины -- 36°С. Это на десять градусов превышало температуру воздуха, которая составляла в тот момент 26°С.

Третий максимум пришелся на 0.30. Затем выделение тепла снова прекратилось и уже больше не возобновлялось.  

Ученые отмечают, что каждый выброс тепла сопровождался выделением зловонного запаха. Причем чем выше была температура, тем сильнее запах. Самое сильное зловоние, по мнению участников исследования, пришлось на 22.30, во время максимального выброса тепла.

В ночное время под кроной деревьев температура значительно снижается и восходящие турбулентные потоки воздуха почти отсутствуют. Поэтому генерация теплого воздуха помогает amorphophallus titanum максимально привлечь насекомых. Во-первых, потому что теплый воздух ночью привлекателен сам по себе. А во-вторых, потому что и запах при более высокой температуре становится сильнее.

Энергетическая стоимость одной ночи

Несмотря на то что цветение длится всего одну ночь, для растения этот процесс стоит очень дорого. Энергетические затраты на поддержание жизненных функций гигантского цветка и генерацию тепла огромны. Но природа пошла на такие затраты, так как эволюционно это было выгодно: плотность популяции amorphophallus titanum очень низкая и растение должно быть уверено, что привлечет насекомых-опылителей, иначе цветение будет не оправдано, каким бы прекрасным оно ни было. Пульсирующий характер выбросов тепла, по-видимому, связан с экономией энергии.

Тепло за счет дыхания

Циклы выделения тепла ученые связывают с  усилением активности дыхания. Вообще процесс активного дыхания характерен для цветов и плодов, при этом выделяется большое количество энергии. Но она обычно направляется на синтез плода. В данном случае amorphophallus titanum часть энергии активного дыхания выбрасывает в пространство.

Результаты исследований опубликованы в декабрьском номере журнала Plant Biology.