Эпифиты

Эпифиты — это группа растений, которые вместо почвы произрастают на других растениях — форофитах. Термин эпифит происходит от греческих слов «epi» (означает «на») и «phyton» (означает растение), а форофит — от греческих слов «phoro» (означает «носитель») и «phyton» (означает растение).

Не являются паразитами, так как используют другие растения только в качестве опоры. Получают питательные вещества за счет влаги воздуха и различных органических отходов. Впервые описаны немецким естествоиспытателем Андреасом Шимпером в 1888 году в научном трактате «Эпифитная растительность Америки».

Внешний вид и особенности эпифитов

Эпифиты очень распространены и встречаются в каждой основной группе растительного царства.

• 89% или 24 тысячи видов всех наземных эпифитов являются цветковыми растениями, при этом 80% из них принадлежат к семействам орхидных (лат. Orchidaceae) и бромелиевых (лат. Bromeliaceae);
• 10% или почти 3 тысячи видов — это лептоспорангиевые папоротники. Около одной трети всех папоротников на Земле являются эпифитами;
• 1% или 190 видов представляют собой клубниевые мхи.

В ходе эволюции эпифиты приобрели особенности морфологического строения, направленные на сохранение жизнеспособности растения в любых неблагоприятных условиях. Они отличаются друг от друга формой и строением таких органов, а также способами поглощения воды и питательных веществ.

Например, мхи и лишайники имеют особое губчатое строение, а семейство кактусовые — мясистые, суккулентные листья. Орхидеи некоторых видов способны накапливать воду и питательные вещества в клубнеобразном утолщении нижней части стебля, в так называемой ложной луковице. Эпифитные бромелии используют для поглощения из воздуха паров воды трихомы — поверхностные выросты в виде многочисленных волосков. Воздушные корни лиан и орхидей покрыты веламеном — особой многослойной гигроскопичной тканью, способной поглощать влагу из воздуха. И это далеко не все особенности строения эпифитов, помогающие им выжить в любых природных условиях.

Еще одна особенность эпифитов — производство большого количества семян мелкого размера, которые имеют приспособления для распространения при помощи ветра. Способность к полету не только увеличивает ареал эпифитов, но и является важнейшим приспособлением для выживания. Для этого у семян имеются такие приспособления, как различные хохолки или крылатки. А семена орхидей такие мелкие, что легко переносятся ветром без каких-либо дополнительных приспособлений. Так, семена некоторых орхидных одни из самых маленьких в природе: их диаметр не превышает 1 мм, а вес – 0,008 г.

Поскольку не все семена попадают в условия, в которых возможно прорастание, эпифиты, как правило, производят очень большое их количество. Так, одна семенная коробочка орхидеи содержит несколько миллионов семян.

Территория распространения

Произрастают эпифиты практически повсеместно, и их распространение ограничивается всего двумя факторами: температурой и влажностью.

Наиболее массово и обильно распространены они во влажных тропических и субтропических лесах. Особенно много растений этого типа в умеренных областях южного полушария с морским климатом, например, в Новой Зеландии и на юге Чили.

В широколиственных и смешанных лесах умеренной зоны эпифитов меньше и по числу видов, и по массе. Но и здесь, в наиболее благоприятных местах (на Кавказе и в некоторых районах юга Дальнего Востока) эпифитов еще достаточно много. Встречаются эпифиты, а именно мхи, печеночники и лишайники, и в зоне умеренного климата.

Классификации эпифитов

Попытки систематизировать эпифитные растения предпринимались учеными неоднократно. Авторство самой известной классификации принадлежит все тому же А. Шимперу. Он разделил эпифиты на четыре большие группы в соответствии с особенностями приспособлений к условиям окружающей среды.

1. Протоэпифиты в качестве специальных приспособлений имеют только толстые стебли и мясистые листья. К ним относятся растения семейств геснериевые, ластовневые, род пеперомия, а также орхидеи с утолщенными междоузлиями и лианы с толстыми, сочными стеблями;
2. Гнездовые и скобочные (кармашковые) обладают густо переплетенными воздушными корнями, образующими плотно прилегающий к стволам комок в виде гнезда. У скобочных эпифитов листья так прилегают к стволам форофитов, что образуются своеобразные воронки или кармашки. В них и накапливается вода, а также различные органические остатки, служащие перегноем. К таким эпифитам относится большое количество папоротников, растения из семейства ароидные, а также некоторые орхидеи;
3. Резервуарные (цистерновые) отличаются жесткими крепкими листьями, розетка которых образует небольшой резервуар. В таких листовых воронках может скопиться до 5 литров воды, в которой развиваются различные микроорганизмы и бактерии. Встречаются только среди семейства бромелиевых;
4. Полуэпифиты проводят без укоренения в почве только начало жизненного цикла. Как только воздушные корни растения достигают земной поверхности, они укореняются в грунте. К ним относятся крупные растения семейства ароидных, фикусы из семейства тутовых и другие.

Также известно много других классификаций эпифитов, в которых они систематизируются и по другим признакам. Например, по потребности в освещении растения британский ботаник П.В. Ричардс в 1961 году выделили три группы эпифитов:

1. Теневые мезофильные поселяются в нижних ярусах тропических лесов (куртинообразующие эпифиты);
2. Световые ксеромезофильные живут в кронах деревьев (кустарниковые эпифиты, фикусы-душители);
3. Световые крайне ксерофильные обитают на вершинах крон (листовые и стеблевые эпифиты, лианы, бромелии).

Известна и популярна классификация  по типу произрастания:

1. Голоэпифиты — виды растений, которые весь свой жизненный цикл проводят без контакта с земной поверхностью. Типичные представители — семейство орхидные;
2. Гемиэпифиты или полуэпифиты — растения, которые не контактируют с почвой до тех пор, пока корни не достигнут земли. Типичные представители — так называемые фикусы-душители, например, фикус крупнолистный, фикус золотистый и фикус бенгальский.

Корни эпифитов

Большое значение для эпифитов имеет развитая корневая система. Начавшее прорастать семя растения-эпифита должно надежно закрепиться на любой поверхности: стволе или ветке. Зачастую корни эпифитов имеют четкое деление на прикрепляющие и питающие.

Прикрепляющие корни обычно плоские, лентовидной формы, иногда оснащены небольшими острыми выступами для надежного крепления на стволах деревьев и защиты от вредителей. Часто растут не вертикально вниз, а ползут по опоре, порой параллельно друг другу, а иногда создавая петли вокруг ветвей и стволов. У некоторых видов, например, у семейства Бромелиевых, питающая функция корневой системы полностью пропала, и растения используют их только для прикрепления.

Питающие корни эпифитов покрыты веламеном — водопоглощающей тканью, которая состоит из мелких опробковевших клеток. Такие клетки буквально пропитываются влагой во время дождей и способны сохранять ее длительное время. Кроме того, веламен умеет впитывать влагу из насыщенного водой воздуха.

Эпифиты-мирмекофиты

В природе известно более 3 тысяч видов растений-мирмекофитов, вступающих в симбиоз с насекомыми, а именно муравьями. Очень часто эти растения относятся к эпифитам.

Растение предоставляет насекомым питание, место для проживания и защиту от врагов. А взамен муравьи помогают растениям бороться с вредителями и фитофагами — животными, питающимися растениями. Но самая главная причина возникновения такого симбиоза — трофическая. Мирмекофильные эпифиты могут получать так недостающее им азотное питание из продуктов жизнедеятельности муравьев.

Для того чтобы взаимодействовать с муравьями, эпифиты в ходе эволюции обзавелись большим количеством разнообразных приспособлений. К примеру, у мирмекодии семейства Мареновых ствол сильно расширен у основания. Со временем ткани ствола отмирают, образуя большое количество ходов и полостей, в которых и поселяются муравьи.

Некоторые виды орхидей, например, шимбургкия, имеют полые стебли, в которых способны жить насекомые. Другие, такие как диакриум, образовывают для этого своеобразные клубки из спутанных корней. Папоротники семейства Полиподиевых имеют расширенные полые корневища, в которых поселяются муравьи.

Но иногда муравьи не заселяют уже готовое жилище, а стоят его самостоятельно. Так, бразильские муравьи кампонотусы и ацтеки строят из растений-эпифитов муравейники прямо на деревьях. Сначала они приносят на ветви деревьев маленькие комочки почвы, формируя из них муравьиные гнезда. Вместе с почвой они заносят семена некоторых видов растений-эпифитов, которые прорастают. Растения, среди которых встречаются геснерии, орхидеи, пеперомии и фикусы, тоже чувствуют себя комфортно. Они получают необходимые свет, влагу и азотное питание. При этом корни растений укрепляют муравьиные гнезда.

Примеры растений-эпифитов

• Семейство Орхидные насчитывает 750 родов и до 25 тысяч видов, эпифитов среди них 75%. Орхидеи-эпифиты имеют модифицированный воздушный корень. Широко представлен род Фаленопсис (лат. Phalaenopsis), объединяющий более 60 видов. Наиболее известны фаленопсис прелестный (лат. Phalaenopsis amabilis), фаленопсис Шиллера (лат. Phalaenopsis schilleriana) и фаленопсис Стюарта (лат. Phalaenopsis stuartiana).

Фаленопсис прелестный (лат. Phalaenopsis amabilis)

• Семейство Бромелиевые объединяет 80 родов и почти 4 тысячи видов. Бромелии относятся к гнездовым эпифитам. Наибольшее распространение получил род Гусмания, (лат. Guzmani), состоящий из 215 видов. Самые известные представители: гусмания Доннелла-Смита (лат. Guzmania donnellsmithii), гусмания кроваво-красная (лат. Guzmania sanguinea) и гусмания мозаичная (лат. Guzmania musaica).

Гусмания кроваво-красная (лат. Guzmania sanguinea)

• Папоротники — отдел сосудистых растений, объединяющий 48 семейств, 587 родов и более 10 тысяч видов. Около одной трети всех папоротников являются эпифитами. Среди них наиболее распространены семейства Гименофилловых, Птеридовых, Асплениевых. Самые известные представители: антрофиум (лат. Antrophyum), асплениум нежный (лат. Asplenium tenerum), асплениум гнездовой (лат. Asplenium nidus), платицериум (лат. Platycerium).

Интересные факты

• Интереснейшими представителями эпифитов являются фикусы-душители. Это общее название видов тропических и субтропических растений, которые объединяет специфический «удушающий» образ жизни. Растение является полуэпифитом, то есть только начинает свой жизненный путь как эпифит;
• Большую часть фикусов распространяют птицы, разбрасывая их семена вместе с пометом. Семена душителей, попавшие на землю с плодами, скорее всего, погибнут. Но если семя попадет на ветку или в трещину коры дерева и ему будет достаточно света, влаги и перегноя, оно может прорасти. Проросток сначала образует воздушные корни, одной частью которых надежно прикрепится к дереву-хозяину, а другой будет тянуться вниз, к земле. Растут такие корни примерно на 5 метров в год и за 5 лет могут достичь почвы;
• Корни фикуса, оплетающие ствол, по мере взросления растения утолщаются и образовывают каркас, который не дает развиваться дереву-форофиту. Подземные корни эпифита уходят вглубь почвы, где начинают конкурировать с  корнями растения-хозяина. Крона фикуса становится раскидистой и объемной, постепенно затеняя листья приютившего его растения. Дереву, на котором растет фикус-душитель, постепенно начинает недоставать влаги, света и питательных веществ, и оно начинает умирать.

В настоящее время известно примерно сто видов деревьев-душителей. Среди них:

Фикус альтисимма (лат. Ficus altissima)

Фикус золотистый (лат. Ficus aurea)

Фикус крупнолистный (лат. Ficus macrophyll)

Фикус бенгальский (лат. Ficus benghalensis)