Ці рослини посіли значну роль в промисловому квітникарстві, є історичним елементом культури різних народів, живим предметом колекціонування, об’єктом наукових досліджень.
Проте, орхідеї є надзвичайно різноманітною чисельною родиною, що цікава не тільки красою квітів, але й унікальною біологією. Орхідні (Orchidáceae), або Зозулинце́ві – родина однодольних багаторічних трав'янистих епіфітних або наземних рослин. Описано близько 30 тисяч ботанічних видів і зареєстровано більше 150 тисяч гібридів (сортів), створених людиною.
Не всі видові орхідеї можуть похизуватися яскравим визначним квітуванням – велика кількість видів має ніжні, некрупні, або навіть непоказні квіти. В залежності від кліматичних умов ареалу, в якому еволюціонував вид, а також в залежності від основних запилювачів виду, сформувалася квітка та загалом біологічні характеристики рослини в цілому.
Напевно, самою відомою орхідеєю є фаленопсис – саме представники роду Фаленопсис (Phalaenopsis), зазвичай, першими з’являються у майбутніх завзятих колекціонерів чи просто поціновувачів орхідей. На гібридизацію представників цього роду спрямована значна увага селекціонерів. Рід нараховує близько 70 видів епіфітних та літофітних однодольних трав'янистих рослин, які зростають у вологих умовах (в низинних лісах та при основі гір) від Гімалаїв до північно-східної Австралії, на висоті до 400 м над рівнем моря.
За типом росту всі орхідеї поділяють на моноподіальні та симподіальні. Фаленопсис є типовим представником моноподіальних орхідей. Mono з латинської мови – один, poda (πόδι) з грецької – нога. Тобто, ми говоримо про «одноногі» орхідеї.
Моноподіальний тип росту властивий рослинам триби Ва́ндові (Vandeae). Крім фаленопсисів відомими представниками є, власне, Ванди, а також Неофінетії, Ангрекуми, Аскоценди, Аерангіси, Ренантери та ін. Наукові джерела характеризують трибу Вандових, і відповідно, саме моноподіальні орхідеї, як еволюційно просунуті та високо спеціалізовані.
Стебло моноподіальних орхідей характеризується необмеженим переважно лінійним ростом – тобто, є верхівкова брунька (апікальна меристема), яка забезпечує постійне/сезонне наростання стебла, і при цьому відбувається поступове відмирання старої («задньої») частини (рис.1). Іноді, в залежності від особливостей виду чи за дії зовнішніх факторів, формуються бічні паростки, або верхівкова брунька ділиться навпіл і стебло роздвоюється (дихотомічний поділ). В такому випадку, з часом, коли новоутворені стебла виростають і зона відмирання доходить до місця галуження – стебла розділяються і ми отримуємо окремі генетично ідентичні екземпляри (по суті – клони).
та симподіальної орхідеї
У фаленопсисів стебло вкорочене, апікальна брунька глибоко схована між парою наймолодших листків. Поділ верхівки фаленопсису може відбуватися, наприклад, в разі формування верхівкового квітконосу, що трапляється рідко і найчастіше зумовлено надмірною гормональною стимуляцією цвітіння. Надлишкове азотне живлення може сприяти активації бічних бруньок та формуванню молодих розеток в нижній частині стебла на шкоду квітуванню.
Chian Xen Pearl) ’Big Lip
Корені формуються по всій довжині стебла – ростуть, забезпечують живлення та закріплення на стовбурі дерева-опори (в разі епіфітного способу життя) або на моховому покриві скель (в разі літофітного способу життя) і потім відмирають разом зі старою частиною стебла. Таким чином, відбувається постійне оновлення кореневої системи.
У фаленопсисів корені товсті (Ø 0,5 см), довжиною до 2 м, активно проростають крізь піхви листків, що огортають стебло. В разі відділення від рослини (наприклад, за відгризання фітофагами) корінь в оптимальних умовах залишається живим впродовж двох років. Це можливо завдяки тому, що в клітинах коренів фаленопсисів і деяких інших орхідей є хлоропласти і відбуваються процеси фотосинтезу – корінь підтримує власне життя, проте, не спроможний регенерувати надземну частину, нова розетка на відокремленому фрагменті кореня не утвориться.
Зовнішня багатошарова тканина кореня – веламен (velamen radicum) є надзвичайно гідрофільною і тому швидко просочується вологою (навіть з туману) та направляє воду в провідні шляхи на потреби всіх органів. В сухому стані веламен сріблястий, за зволоження стає прозорим і крізь нього проглядає зелений колір хлорофілоносних тканин. На кінчиках коренів, що активно ростуть, веламен ще недостатньо сформувався, тому вони мають зеленуватий чи рожево-бордовий колір.
Розмір кольорового кінчика кореня свідчить про інтенсивність росту кореневої системи: якщо зона росту сягає 1,5-2 см, це означає, що коренева система активно розвивається і умови (зокрема вологість) є оптимальними; якщо ростова зона менша або навіть відсутня (корінь повністю сріблястий), це означає, що ріст вповільнений, або умови малосприятливі. Загалом, для фаленопсисів описано два періоди кореневої активності: весняний період характеризується активним ростом, осінній період відзначається помірнішими темпами росту. Таким чином, якщо в період весняного активного росту кольоровий кінчик кореня здорової рослини складає лише 0,5-1 см, це означає, що вологість повітря недостатня.
Дослідження показали, що коренева система сукулентів (орхідеї мають ряд пристосувань до періодів посухи) та епіфітів адаптується до зміни умов зволоження: якщо сформовану за сухих умов кореневу систему помістити у воду (або в затоплений субстрат), то корені загинуть; але, якщо затопити субстрат нижче зони коренів і дозволити кореням самостійно врости у перезволожений субстрат (або у розчин поживних речовин), то в новоутворених частинах коренів формуються нові анатомічні пристосування для існування в таких умовах – зменшується шар веламену, збільшуються міжклітинники, змінюється співвідношення живих паренхіматичних тканин до механічно-підтримуючих та ін. Такі корені чудово ростуть і живлять свою рослину у водному середовищі, проте за дефіциту вологи вони малокорисні.
Корені всіх рослин здійснюють не лише поглинання води та інших речовин. Доведено, що всі розчинні речовини, що є у рослинному організмі можна виявити в ґрунті навколо коренів – відбувається виділення в оточуючі субстрати, рослини хімічно регулюють мікросередовище навколо себе, позбавляються небажаних речовин, вступають в процеси алелопатичних взаємодій. Наші дослідження показали, що за вирощування сіянців фаленопсисів в умовах in vitro (лат. in vitro – «у склі»), тобто, в стерильному живильному середовищі, в колбах відбувалося накопичення широкого спектру речовин фенольної природи (поліфеноли, флавоноїди, ксантони та ін). Критичні концентрації цих речовини гальмують ріст рослин. Звісно, в природних умовах накопичення не відбувається – дощі змивають небажані виділення, те, чого рослина хоче позбавитися. Але в умовах закритого ґрунту такі кореневі виділення накопичуються і вимагають частішої заміни субстрату.
AM/AOS (5037)
Листки моноподіальних орхідей часто охоплюють стебло нижньою частиною/піхвою для забезпечення механічної підтримки стебла та захисту від перегріву, втрати вологи. Ростуть в одній площині супротивно.
У фаленопсисів листки широкі, пристосовані зберігати воду у бездощовий період (адже корені не можуть взяти її з ґрунту) – вони товсті, соковиті, з щільними покривними тканинами (у деяких тропічних видів, що ростуть за умови постійного вологого повітря, листки помітно тонші та ніжніші), мають заглиблені чи обмеженої кількості продихи для мінімізації втрати води. За достатнього живлення вважається природним наявність 2-3 пар листків у дорослого фаленопсиса. Проте зустрічаються екземпляри з 6-7 парами листків. Таке наднормоване формування вегетативної маси може свідчити про надлишкове надходження поживних речовин, в першу чергу, нітрогенвмісних.
різних видів
У переважної більшості орхідей листки зелені. Але зустрічаються види з бордовими листками (частіше окрашена нижня сторона) і з плямистими. Кілька видів роду Фаленопсис мають на листках сріблясті чи білувати плями/візерунки (Phal. lindenii, Phal. schilleriana, Phal. celebensis, Phal. stuartiana) (рис.2). Сорти, створені з використанням цих видів, часто можуть похизуватися також візерунчастими листками.
На нижній поверхні листків, на піхвах, а також на квітконосах орхідей можна побачити прозорі краплини липкої речовини. Це нектар, який виділяється з екстрафлоральних (таких, що розташовуються поза квіткою) нектарників. Наявність таких нектарників є важливим прийомом залучення запилювачів, у тому числі нелетучих – в пошуках солодкого нектару комахи мандрують рослиною від краплини до краплини та дістаються квітки. Хімічний склад нектару: вода, цукри (глюкоза, фруктоза, сахароза), амінокислоти, вітаміни, розчинні низькомолекулярні білки, іони та ін.
Квіти всіх орхідей характеризуються загальною будовою з незначними варіаціями. Поза всю фантастичність форм, розмірів, кольорів і фактур, структурна будова квітки є постійною. Квіти формуються на квітконосі. До квітконосу кріпиться квітконіжка з квітколожем. Власне квітка орхідей має такі частини оцвітини:
- сепалії (чашолистики) – 3 схожих між собою,
- петалії (пелюстки) – 2 однакових,
- лабеллум, або губа (пелюстка, що відрізняється від інших і слугує для заманювання або для зручної посадки комах-запилювачів).
Репродуктивні органи забрані в колонку (це коротка структура, що об’єднує тичинки/полінії та маточку з приймочкою).
Розмноження орхідей – це надзвичайно цікавий процес, що потребує окремої бесіди.
На відміну від моноподіальних, симподіальні орхідеї мають горизонтальне кореневище/ризому, на якому щорічно утворюються нові вертикальні пагони з псевдобульбами/туберідіями, що поступово відмирають. Таким чином, такий тип росту повністю виправдовує свою назву: σύν (syn) – у давньогрецькій мові це префікс, що означає "разом", "спільно", ποδός (podos), що означає "ноги". Тобто, "симподіальний" вказує на спільний розвиток, коли щось росте або розвивається із спільного центру/основи. Особливості біології симподіальних орхідей ми розглянемо іншим разом.
Белава В.Н., к.б.н., доцент кафедри біології рослин Навчально-наукового центру «Інститут біології та медицини», Київського національного університету імена Тараса Шевченка.
Фото автора
Засновник та видавець