Прогуливаясь по школьному саду, мы оказываемся окружёнными всевозможными растениями. Деревья возносятся кронами над головой, кустарники располагаются в нижнем ярусе под ними или выстраиваются в живые изгороди вдоль дорожек. На клумбах розы, пионы, примулы, другие цветы, лужайки застланы травяным ковром. Около 80% поверхности нашего сада занимают травы. Но далеко на юге за горными дождевыми лесами, травы чувствуют себя лучше, чем деревья и занимают их нишу, достигая исполинских размеров. Внушительные рощи образует непревзойдённый гигантский злак – бамбук.
Так на западной окраине древней столицы Японии Киото (794 — 1869) находится знаменитый бамбуковый лес Сагано, занимающий площадь 16 квадратных километров. Через его густые заросли проложена пешеходная дорожка, ограждения которой сплетены из упавших бамбуковых стволов. С патриархальных времён и посей день это излюбленное место отдыха и наслаждения видами природы. В солнечный день, когда лучи пробиваются сквозь зеленую чащу, легкий ветер, гуляющий в роще, наполняет воздух удивительными звуками. Звук ветра в Сагано был признан Японским правительством одним из «ста звуков Японии, которые обязаны быть сохранены».
Соломина типичный стебель для всех злаков и для тысячи видов довольно крупного подсемейства бамбуков в семействе мятликовых. Далее у бамбуков открывается множество странностей не свойственных другим злакам. Достигнув значительной высоты, соломина одревесневает и образует густую крону из боковых ветвей. Молодой стебель бамбука относительно хрупкий, через 2—3 года он созревает. В наружном слое стеблей накапливается столько кремнезёма, что они способны затупить самый острый резак. Стебли становятся жёсткие, приобретают свою знаменитую прочность, за которую на Востоке это растение стало символом стойкости и мужества – стебель бамбука можно согнуть, но нельзя сломать. Стебли бамбука были не только холодным оружием, а так же огнестрельным. На вооружении японской армии ещё в ХХ веке находились лёгкие орудия со стволами из бамбука — «деревянная артиллерия».
Бамбук считается тропическим растением, тем не менее, один представитель забрался далеко на север, это наш бамбук – Саза курильская (Sasa kurilensis). Поселилась саза и в нашем школьном саду на систематическом участке растений из Восточной Азии. Этот низкорослый бамбук формирует густые заросли на склонах гор в нижнем ярусе леса или на опушках, не поднимается над уровнем снега и больше похож просто на «траву». Стебли высотой 25 см несут широкие овальные, ярко-зеленые листья, которые в нашем сухом климате летом подсыхают по краям. У листьев бамбуков в отличие от большинства других злаков есть черешок. Это лучше всего видно на примере сазы, у которой прикрепление листа не стеблеобъемлющее, а основание листовой пластинки переходит в короткий черешок. Стебли-соломины сазы толщиной до 6 мм растут не только над, но и под землёй, они такие же членистые и полые. В наших условиях подземные соломины растут относительно медленно, а в благоприятных условиях они продвигаются сквозь грунт со скоростью 30 см в сутки. Как и другие бамбуки цветет саза один раз и очень редко, примерно каждые 20 лет, после цветения погибает.
В природе саза курильская населят область умеренной растительности субокеанического южного Сахалина и южных Курил. Данная биогеографическая область близка по видовому составу к смешанным лесам японской флоры, откуда и происходит другой вид кустарникового бамбука нашего сада.
Бамбук многоветочник — Плейобластус (Pleioblastus sp) образует плотный куст до 50 см высотой с хорошо облиственными побегами. Листья ланцетные 8-10 см длины, ярко-зелёны. Рядом с природным видом разместилась и садовая форма с продольными белыми полосами на листьях. Этот относительно холодостойкий бамбук на плодородной хорошо увлажнённой почве при хорошем солнечном освещении начинает разрастаться и увеличивается в размерах. Зимой бамбук многоветочник находится под снежным отвалом с дорожки, что способствует его хорошей зимовке.
Жители стран Юго-Восточной Азии и Малайского архипелага считают бамбук почти одушевлённым. На Андаманских островах полагают, что все человечество появилось на свет из стеблей бамбука. В Японии старинное поверье гласит, что в пустом бамбуковом стебле живет юная чрезвычайно тоненькая и хрупкая красавица, и если разрезать стебель, она выйдет. Это перекликается с древнегреческим мифом о том, как прекрасная нимфа Сиринга превратилась в тростник (высокий злак родственник бамбука). Процесс роста растений медленный и услышать его нельзя, но только не бамбук. Появление побегов на поверхности почвы сопровождается своеобразным глухим шумом, а иногда и треском. Японцы уверяют, если смотреть на бамбук во время его роста, можно услышать и увидеть, как он растет, собственными ушами и глазами. Ведь в начале роста стебель бамбука прибавляет в высоту 1 миллиметр в минуту. Чрезвычайно быстрый рост стеблей бамбука до 2 м в сутки во Вьетнаме отразился в народном эпосе. Легендарный вьетнамский герой Тхань Гьон за одну ночь вырос из трёхлетнего мальчика в могучего воина, из-за желания освободить свою землю от захватчиков. Естественно его оружием стал бамбуковый шест.
Говоря о бамбуке в школьном саду, неужели мы сможем видеть только низенькие, больше похожие на траву растения? Конечно же, нет. В Москве, возможно, выращивать растения, которые вполне соответствуют нашему представлению о бамбуке. Естественно в суровых условиях умеренного континентального климата рост его не такой внушительный. Да и в толщину он не так велик, откуда и происходит его название. Слово бамбук пришло в европейские языки из местного малайского названия сосуда для воды – bambu, который изготовлялся из отрезка толстого стебля бамбука. Некоторые виды бамбуков растут высоко в горах на западе Китая, где зимы холодные и снежные. Оттуда и происходит ещё один житель школьного сада — Фаргезия блестящая (Fargesia nitida) .
В 1867 году в Китае поселился французский миссионер, собиратель китайской флоры отец Пауль Гийом Фаргес. Более 4000 образцов растений отец Фаргес отправляет в парижский музей Естественной истории, многие из которых являлись новыми для (западной) науки. В 80-х годах XIX столетия французский миссионер обнаружил удивительно красивые китайские горные бамбуки. В парижском национальном музее их идентифицирует и описывает в 1893 году ботаник Адриен Рене Франше, по типовому виду Фаргезия покрывальцевая (Fargesia spathacea Franch). Присваивает новому роду бамбуков название Fargesia в честь Пауля Гийома Фаргеса.
В мае 1886 года Михаил Михайлович Березовский (1848— 1912) выпускник биологического факультета Санкт-Петербургского университета получает охранную грамоту (паспорт) и въезжает на территорию Северо-Западного Китая. Российский путешественник на верховой лошади с сопровождающим лицом на муле отправился в экспедицию по горному Китаю.
На высоте свыше 2000 метров в западной Сычуани, в альпийском хвойном редколесье Березовский собрал семена неизвестного бамбука. Что само по себе было невероятным стечением обстоятельств, так как этот бамбук цветёт один раз в 100 лет. Семена были отправлены Санкт-Петербургский ботанический сад, а оттуда часть семян в Англию, в сады Кью. В то время ещё никто не видел цветов бамбука для их описания. Из семян растения были успешно выведены, но никто и не догадывался, что придётся ждать так долго. Вегетативно размноженные растения широко распространились во многих странах Европы, но не было никаких сообщений о цветении. Фаргезия блестящая свое видовое название получила за яркую, глянцевую, темно-красно-коричневую, почти черную окраску стеблей.
Директор садов Кью сэр Артур Уильям Хилл (1875 – 1941 гг.) отправил образцы живых растений в Японию в обмен на образцы японского бамбука. Однако японский ученый Сигэру Накаи в 1935 году отнёс присланные растения к новому роду бамбуков — Синарундинария (Sinarundinaria). Теперь фаргезия блестящая встречается и под названием синарундинария блестящая.
В Национальном парке Цзючжайгоу на севере провинции Сычуань в центральном Китае в 1982 году фаргезия блестящая начала своё всеобщее цветение на высоте 1990 м над уровнем моря. Процесс цветения фаргезии (как и других бамбуков) начинается от нижней и самой тёплой точки ареала, затем год за годом продвигается верх и на север. По данным осенних аэрофотосъемок 1984 года, на высоте 2700 метров рощи фаргезии стояли сухие, мертвые, свыше 2700 — 2800 метров растения ещё не цвели и были зелёные. Цветение и плодоношение бамбука обычно длятся 2—3 сезона, а иногда и 9 лет.
На севере центральной части Китая в горах провинции Ганьсу, где собрал семена Березовский, фаргезия вырастает высотой 2-4 метра. Диаметр соломин 2 см, толщина стенок 3 мм. На юге своего природного ареала стебли фаргезии блестящей достигают 6 м высоты. В нашем школьном саду фаргезия достигает высоты 1,8 метра. В первый год стебель не ветвится, а иногда и листья не выпускает. Отросшая соломина с плотно обёрнутыми стеблеобъемлющими листьями на каждом узле стоит до следующего года.
Интересен и сам процесс роста бамбука. Весной в мае под слоем мульчи на подземном корневище появляются тёмные конусы. Правда иногда эти проростки, защищённые покровными чешуями, образуются и в предыдущем году, если стоит затяжная, тёплая осень. И когда природа даёт команду старт, за один короткий период роста образуется стебель бамбука. Секрет этого роста кроется в том самом конусовидном зачатке. Если аккуратно вырезать конус, снять защитные покровные чешуи и разрезать его вдоль, то можно увидеть его строение. Диаметр зачатка проростка такой же, как будущий стебель, так как соломина будет расти только в высоту. На срезе можно сосчитать количество узлов будущей соломины, их число вовремя роста не изменится. Рост происходит не макушкой, а всеми участками интеркалярной (вставочной) ткани между кольчатыми узлами одновременно. Благодаря чему осуществляется стремительный прирост стебля. Длина стебля будет зависеть от того, в каких условиях развивается почка. Наиболее быстро идет рост самых нижних междоузлий стеблей бамбука.
В конце июня соломины достигшие своего конечного размера имеют зелёную окраску, к осени они приобретают желто-зеленую окраску, покрыты мучнистым налётом. В это время стебли ещё мягки и на них можно оставить царапину даже ногтем. О чём любят говорить экскурсоводы наших причерноморских ботанических садов. Задавая вопрос, как узнать возраст стебля бамбука. И тут же отвечая на него показывая нацарапанную надпись: «здесь был Вася Сочи 2007». На счастье наша московская фаргезия слишком тонкая и чтоб нацарапать надпись на стволике толщиной с карандаш нужно быть ювелиром. Да и к тому же стволик ещё плотно обёрнут листьями. Со временем полностью вызревшая соломина теряет мучнистый налёт. На следующий год (если зима не была слишком суровая и соломина не вымерзла) из плотно прижатой к стеблю почки, с серыми ресничками по краю, развиваются узколанцетные, бархатистые с синим оттенком на солнце листья (5 – 10 см дл.) и тонкие (1,5 мм диам.) веточки. Стволик приобретает пятнистый кофейный цвет. На третий год соломина становится блестящей фиолетово-черной, будто покрыта чёрным лаком.
Когда речь заходит о зимних температурах, которые выдерживает то или иное растение, то приводимые цифры очень относительны. Так хорошим летом, которое синоптики окрестили «персиковым», при своевременном ровном поливе и плавным осенним переходом в зиму, наша фаргезия блестящая, выдерживает кратковременные морозы до 30°С. С другой стороны, поздняя весна, холодное пасмурное лето и ранние первые существенные заморозки не дают полностью сформироваться тканям соломины и тогда растение отмерзает до уровня снега уже при 20° мороза.
Для того чтоб декоративный бамбук развился в изящные, декоративные взрослые растения необходима умеренно-влажная плодородная почва, солнечное местоположение защищённое от холодных ветров зимой. Прикорневую часть важно замульчировать крупной щепой или корой. При посадке избегать мест застоя воды.
Цветок бамбука прогоняет панду.
Ввиду своей странной биологии бамбуки мало изучены. Сегодня абсолютно неизвестно почему у самого быстрорастущего растения на Земле цветение наступает крайне редко. Остается неясным, чем обусловлена такая периодичность, для чего бамбуку такой замедленный цикл жизни и что является пусковым механизмом к началу цветения? Почему строго через эти периоды бамбук умирает?
По одной из гипотез на своё цветение и плодоношение бамбук тратит огромное количество питательных веществ, запасенных в корневищах, в результате чего растение гибнет. Большую часть зрелой бамбуковой зерновки составляют крахмальные зёрна в запасающей ткани эндосперме. Лавинообразный выброс семян увеличивает шансы на выживание. Внезапно доступная пища притягивает голодных грызунов в огромных количествах. Пожирая плоды бамбука, грызуны неимоверно плодятся. Среди местного населения цветение бамбука считается плохим знаком, несущим голод и болезни от нашествия крыс.
По другой версии массовое цветение бамбука завершает процесс сукцессии (последовательную смену) на определённой территории. Как только бамбуковая роща достигла своей максимальной продолжительности жизни, зацвела и произвела семена — растение умирает, освобождая место для нового поколения. Тем самым увеличивая выживаемость бамбуковой популяции.
Так или иначе, либо по какой другой причине столь редкое цветение является эволюционным приспособлением, обеспечивающим размножение бамбука. Долго дискутировался вопрос относительно места возникновения бамбуковых, принимая разные точки зрения, то в пользу нынешней Южной Америки, то Центральной Азии. На сегодняшний момент находки древних бамбуков встречаются в Северном полушарии в среднем эоцене (45 млн лет назад). Когда тропический климат раннего эоцена стал охлаждаться и становится суше, леса становились реже, а злаки занимали обширные пространства по берегам рек и озёр. В Южном полушарии бамбуки начинают попадаться лишь в позднем эоцене.
Строение цветков у наших бамбуков и фаргезии, и многоветочника очень примитивное. Многоцветковые сильно удлиненные колоски больше похожи не на колоски, а на веточки метельчатого общего соцветия. Вполне вероятно, что эволюция соцветий у злаков шла от таких, еще не дифференцированных на колоски общих соцветий к соцветиям с хорошо обособленными, сначала многоцветковыми, а затем одноцветковыми колосками.
Сорок миллионов лет назад появились животные ставшие предками древних панд. Мало что известно о предковой панде, но по строению зубов считается, что нрав у неё был свирепый и плотоядный. Ширина экологических ниш древних панд в три раза больше, чем у современных, это позволяет предположить, что древние панды, имели более разнообразную и сложную среду обитания.
Однако 7 млн лет назад большие панды (Ailuropoda melanoleuca) адаптировались к потреблению исключительно бамбука. Это имеет характерное строение зубов и мышц черепа, приспособленных к жесткой, волокнистой бамбуковой диете. В настоящее время панды выживают лишь в малой части своей исторической среды обитания, что длительное время трактовалось эволюционным тупиком. Но современные исследования считают такое утверждение сомнительным и нуждающемся в коррекции. Несмотря на то, что панды одни из самых вымирающих млекопитающих в мире, являются успешными животными, высоко адаптированными к специализированному бамбуковому рациону с помощью морфологических, генетических адаптаций и адаптации кишечной микрофлоры. За свою эволюционную историю, охватывающую 8 миллионов лет, большие панды пережили специализацию в питании, массовые отмирания бамбука, а также колебания климата. Теперь они страдают от экологического вмешательства и давления человека. К счастью, продолжающиеся усилия по сохранению, уменьшения антропогенного вмешательства и позволяют восстановить популяции гигантских панд и среду их обитания.
Фаргезия блестящая является основной пищей большой панды из 20 видов бамбука на территории её природного обитания. Китайские натуралисты были обеспокоены, что панды в дикой природе столкнуться с нехваткой питания во время массового отмирания бамбука. Цветение бамбука началось в 40 природных заповедниках с общей площадью 1,77 миллиона гектаров, что составляет 77% от общей площади обитания панд в Китае. В горном регионе в 1984 и 1987 годах в провинции Сычуань зацвели 24 000 гектаров, где живут 1 206 панд. Пути миграции панд, выработанные за миллионы лет, в настоящее время оказались заблокированы инженерными сооружениями и хозяйственной деятельностью человека. Таким образом, цветение бамбука стало главной угрозой для диких панд. Лесное бюро Китая и Всемирный фонд дикой природы (WWF) провели операцию по спасению панд. Был разработан план по восстановлению путей миграции панд, где обеспечивались места кормления бамбукового медведя. По окончании миграции руководитель Лесного бюро Китая выступил с отчётом, в котором было сказано: «Ни одна дикая панда не была найдена мертвой от голода».
Феномен цветения бамбука и других монокарпиков – растений цветущих и плодоносящих один раз в жизни, остаётся загадкой для ботаников, физиологов и генетиков. Что подаёт необходимый сигнал или стимул? Ученые высказывали различные предположения, что это связано с неожиданным перепадом температур, с изменением влажности, с внезапным ослаблением солнечной радиации и даже с грозами. Однако пока ни одна из гипотез не представляется сколько-нибудь достоверной. Выдвигались предположения о существовании гормона смерти, при воздействии которого растения погибают. Так, например, агавы зацветают на своей родине в Мексике на восьмом — десятом году жизни, а в менее благоприятных условиях значительно позже, тем не менее, их цветение — предвестник скорого отмирания. С целью предотвращения отмирания, когда в середине розетки листьев появляется цветочная почка, ее вырезают.
Предполагалось, что сигнал к «самоубийству» посылают растению его собственные семена, созревание которых означает, что оно исполнило свое жизненное предназначение и должно освободить место для потомства. Считалось, что семена начинают выделять какое-то химическое соединение, под влиянием которого жизненные процессы в растении навсегда прекращаются. Если удалить формирующееся соцветие, то можно продлить жизнь монокарпика. Однако у агавы умирает только центральная розетка, а боковые розетки, соединённые с ней подземными столонами остаются живы. В то время как у бамбука умирают все растения от одного подземного корневища, какой бы гигантский размер оно не занимало. Более того вегетативно отделённые растения от материнского корневища так же зацветут в то же самое время и в Европе и в Северной Америке, как и тот же самый стебель в Азии. Это массовое цветущее явление называют сообщенным цветением.
На сегодняшний день генетики обнаружили у ряда растений встроенные в геном вирусы. Эти вирусы запакованы в геном в большом количестве и молчат до поры до времени. В определённый момент какой-то фактор транскрипции воздействует на вирусы прописанные в геноме, они начинают активироваться, экспрессия их возрастает, растение погибает.
Столь длинные интервалы в плодоношении бамбука не способствовали появлению специализированных на поедании семян бамбука птиц и животных, которые стали бы распространителями семян. Ввиду того, что дождаться следующего плодоношения невозможно.
Были ли у столь редко плодоносящих растений распространители семян неизвестно. Тем не менее, семена бамбука опадают на листовой опад тупыми, тяжёлыми концами вниз, между тем тонкий острый конец семян направлен в вверх. При подсыхании концы кроющих чешуй зерновок загибаются в стороны, превращаясь в зазубренный гарпун. Подобный механизм легко прикрепляется к шерсти лежащих животных, что позволяет распространяться семенам.
Возможно, такое крупное животное как большая панда и является распространителем бамбука при своих миграциях, которые и происходят ровно в нужное для бамбука время. Тем самым панда учувствует в поддержании популяции бамбука и обеспечивает свои будущие поколения пищей.
