Растения - гениальные инженеры природы

Фото 69. В принципе структура природного теплоизоляционного материала та же, что и изображенная на фото 68. На снимке губчатая ткань кожуры апельсина под большим увеличением. Ее функция — предохранять плод от перегрева и охлаждения.

Материалы, обладающие замкнутой, ячеистой структурой, не находят применения там, где наряду с теплозащитой должен осуществляться и газообмен. Примеры из техники — установка стенных панелей и перегородок в строительстве, а также пошив одежды. Это — основные сферы широкого применения волокнистых материалов: стекловолокна, минеральной ваты, асбоплит, текстильного волокна. У растений также имеется большой набор самых разнообразных приспособлений: от короткого, но чрезвычайно густого опушения желтоватых цветков эдельвейса до весьма длинного, 10 сантиметров и более, «волосяного» покрова высокогорных кактусов; от мягкой серебристой как бы меховой оболочки сережек вербы, появляющихся ранней весной, до густой поросли многочисленных тончайших побегов у подушечных растений. Как правило, все эти волоски, щетинки, войлокообразные покровы и т.п. имеют белый или серебристый цвет. Их отражательная способность создает дополнительную тепловую защиту.

И, наконец, в борьбе против тепла и холода известную роль в технике играют многослойные пленочные материалы и алюминиевая фольга. Аналогичная форма изоляции известна и в растительном мире. Многослойные чешуйчатые оболочки почек можно сравнить с многослойными полимерными материалами, а высохший и сморщившийся верхний слой кожистой оболочки растения, именуемого «живым камнем» (различные виды Conophytum), напоминает нам профилированную теплоизоляционную пленку (фото 70). Высокогорные растения защищают свои молодые побеги, укрывая их несколькими слоями отмерших листьев. Эту оболочку специалисты в шутку называют «соломенной туникой».

Фото 70. Поперечный разрез мясистых листьев южноафриканского растения, именуемого «живым камнем» (Conophytum sp.), позволяет видеть, как небольшое листовое образование неплотно окутано остатками старых листьев. Такой метод теплоизоляции специалисты называют «пленочным».

Спасающиеся от жары в собственной тени

«И каждое растение радостно тянется к свету». Эта или подобная ей фраза принадлежит какому-то из немецких поэтов. Но вряд ли позволил бы себе высказать подобную мысль, хотя и в поэтической форме, известный путешественник-естествоиспытатель XIX века Александр Гумбольдт. Тот, кто знаком с тропическими лесами и пустынями, хорошо знает, сколь жгуче испепеляющими и опасными для всего живого могут быть лучи экваториального солнца. В этих районах никакое растение не тянется с радостью к свету. Напротив, флора пытается любыми путями укрыться от знойных солнечных лучей. Все живое ищет избавительной прохлады, стремится уйти в тень. Растения таких регионов вынуждены спасаться от жары в собственной тени. Они могут создавать ее самым различным образом: либо, например, с помощью плотной оболочки-мантии из серебристо-белых чешуек, как это делают песчаные розы (виды Anacampseros), растущие на сверкающих под лучами жаркого солнца гнейсовых и кварцитовых плато Южной Африки; либо посредством густого и длинного волосообразного опушения белого цвета, как у растения с поэтическим названием «живой снег» (Tephrocactus floccosus), образующего в горных пустынях Южной Америки обширные колонии; либо, наконец, путем выработки в процессе длительной эволюции наиболее рациональной внешней формы. Многие кактусы имеют ребристую поверхность тела (фото 73). При косом освещении ребра создают тень для большей части растения. В полуденные же часы, когда лучи солнца падают откосно, освещены бывают лишь верхушки этих живых колонн или шаров. Уже сама по себе шарообразная форма в сравнении с листостебельными конструкциями растений наших широт лучше приспособлена к существованию в жарком климате, поскольку половина шара постоянно находится в тени (фото 71). Хорошо известно, что из всех геометрических фигур шар обладает наименьшей поверхностью относительно собственного объема. Шарообразная форма тела растения существенно уменьшает испарение им воды в условиях жаркого климата и предохраняет внутренние части растения от излишнего перегрева. Не по той ли же причине в странах Востока столь охотно возводят куполообразные сооружения? (фото 72).

Фото 71. Шарообразная форма растений полностью оправдала себя в пустынных местностях. Из всех геометрических фигур шар обладает наименьшей поверхностью относительно собственного объема. Это существенно уменьшает испарение воды и тепловое облучение растения. Кроме того, с какой бы стороны ни освещался шар, половина его всегда будет находиться в тени. На снимке изображен представитель молочайных (Euphorbia obesa).

Фото 72. Архитектура стран, лежащих в зоне пустынь, всегда широко применяла в своих сооружениях купол, эту весьма рациональную, особенно в условиях жаркого климата, конструкцию (мавзолей Марабу в Нефте, городке, лежащем на юго-западе Туниса).

Весьма занимателен и тот факт, что растения, относящиеся к разным семействам, одинаковые задачи решают одним и тем же способом, отчего они внешне становятся очень похожими друг на друга. Неспециалист вряд ли возьмет на себя смелость утверждать, что оба изображенных на фото 73 и 74 канделябровидных растения не имеют ничего общего между собой и что они такие же родственники, как, скажем, фиалка и банан или заяц и слон. Оба растения принадлежат к совершенно разным семействам. Одно из них — кактус (Neoraimondia gigantea) — родом из северного Перу, другое — представитель многочисленного семейства молочайных (Euphorbia canariensis), распространенный на Канарских островах. Внешне похожими их сделали лишь одинаковые климатические условия. Впрочем, и шарообразное растение, о котором шла речь выше (фото 71), отнюдь не кактус, а обитающий в южноафриканских пустынях молочай.

Фото 73. Ребристая форма растений пустынь, создающая спасительную тень, также полностью оправдала себя в экстремальных условиях обитания. На снимке — кактус Neoraimondia gigantea.

Фото 74. Неспециалист едва ли отличит изображенное здесь растение (один из представителей молочайных Euphorbia canariensis) от растений, которые изображены на предыдущем фото. Однако они относятся к совершенно разным семействам и обитают на разных континентах. Внешне похожими друг на друга их сделала необходимость приспособиться к одинаковым условиям окружающей среды.

Самая чувствительная зона у кактуса — его верхушка. Здесь находится ткань, обеспечивающая рост растения. От прямого воздействия солнечных лучей ее защищает густая поросль колючек, дающих обильную тень. Формой колючки нередко напоминают самые настоящие, правда очень миниатюрные, зонтики от солнца. Располагаясь плотно друг к другу, они в то же время свободно пропускают сквозь себя воздух (фото 75).

Фото 75. Там, где не помогает ребристая или сходная с ней форма, растение использует другие методы создания столь необходимого ему затенения. От прямого воздействия солнечных лучей чувствительную верхушку кактуса Mammillaria herrerae защищает густая поросль колючек-зонтиков.