Пыльца. Напасть или чудо природы?

ОТ НАШЕГО КОРРЕСПОНДЕНТА В АВСТРАЛИИ

Апчхи! Для миллионов людей этот звук, а также слезящиеся, чешущиеся глаза, насморк и распухший нос служат признаками наступления весны. Так реагирует их организм на пыльцу, которой насыщен воздух. В БМЖ (раньше «Британский медицинский журнал») говорится, что в развитых странах каждый шестой житель страдает сезонной аллергией на пыльцу (ее также называют сенной лихорадкой, или поллинозом). В этой статистике нет ничего удивительного, если учесть, что в воздух из растений попадает огромное количество пыльцы.

Ученые полагают, что в еловых лесах одной только южной части Швеции образуется около 75 000 тонн пыльцы в год. Одно растение амброзии — врага многих страдающих сенной лихорадкой — распространяет миллион пыльцевых зерен в день. Пыльцу этого растения, разносимую ветром, находят в воздухе на высоте 3 километров и в море на расстоянии 600 километров от берега.

Почему пыльца вызывает аллергическую реакцию у некоторых людей? Прежде чем ответить на этот вопрос, давайте узнаем больше о пыльце и об удивительном строении ее малюсеньких зерен.

Крошечные зерна жизни

Как объясняется в «Британской энциклопедии», пыльца «образуется в пыльнике (мужском органе) растений, размножающихся семенами, и различными способами (ветром, водой, насекомыми и так далее) переносится в пестик (женский орган), где происходит оплодотворение».

У цветковых растений пыльцевые зерна состоят из трех частей: ядер клеток спермы и двух оболочек. Твердая наружная оболочка очень устойчива к разрушению, а также воздействию сильных кислот, щелочей и даже интенсивного нагревания. За несколькими исключениями пыльца сохраняет способность оплодотворять только в течение нескольких дней или недель. Однако ее твердая оболочка способна не разрушаться тысячи лет, и в почве содержится множество пыльцевых зерен. Изучая пыльцу, найденную в образцах почвы, взятых на разной глубине, ученые многое узнали об истории растений нашей планеты.

Картина, составленная на основании таких исследований, довольно точна, так как оболочки найденных пыльцевых зерен обладают отличительными особенностями.  В зависимости от вида пыльцы оболочка может быть гладкой, морщинистой, с рисунком, с выпуклостями или покрытой иголочками. «Метод определения видов растений по пыльце так же надежен, как и метод опознания людей по отпечаткам пальцев»,— сказал профессор антропологии Вон Брайант.

Процесс опыления

Попадая на рыльце пестика женского цветка, пыльцевое зерно набухает под воздействием химической реакции, из него вырастает пыльцевая трубка, которая достигает семяпочки. По этой трубке спермии, высвободившиеся из пыльцевого зерна, попадают в семяпочку, там происходит оплодотворение и образуется семя. Созревшему семени остается лишь попасть в правильную среду, чтобы прорасти.

Некоторые размножающиеся семенами растения делятся на женские и мужские, но большинство производит и пыльцу, и семяпочки. Некоторые растения самоопыляются, другие опыляются перекрестным способом, при котором перенос пыльцы осуществляется между цветками разных особей одного вида или близко родственного ему вида. Согласно «Британской энциклопедии», перекрестноопыляемые растения «часто избегают самоопыления, выпуская пыльцу до или после того, как рыльце пестика на том же растении готово участвовать в процессе оплодотворения». У других есть химические вещества, помогающие определить, где их собственная пыльца и где пыльца другого растения того же вида. Установив, что это их собственная пыльца, растения «обезвреживают» ее, блокируя рост пыльцевой трубки.

В местности, отличающейся разнообразием растительности, в воздухе может находиться пыльца множества разных видов растений. Как растения находят нужную им пыльцу? Некоторые пользуются сложными принципами аэродинамики. Рассмотрим, например, сосну.

Принесенные ветром

Мужские шишки у сосны растут группами и, созрев, выбрасывают целое облако пыльцы, и пыльцу разносит ветер. Ученые обнаружили, что женские шишки и растущие вокруг них сосновые иголки направляют и закручивают воздушный поток таким образом, чтобы находящаяся в нем пыльца попадала к репродуктивной поверхности шишек. У готовой к опылению женской шишки эти поверхности доступны для пыльцы, когда чешуйки шишки медленно раскрываются и отделяются друг от друга.

Исследователь Карл Никлас проводил большое исследование аэродинамических ухищрений сосновых шишек. В статье для журнала «Сайентифик америкэн»  он написал: «Наши исследования показали, что определенная форма шишки, характерная для каждого вида растений, обусловливает характерную структуру воздушного потока... Подобным образом пыльца каждого типа имеет определенный размер, форму и вес, что объясняет уникальную для пыльцевых зерен способность взаимодействовать с воздушным потоком». Насколько эффективны эти способы? Никлас говорит: «Большая часть шишек из тех, что были изучены нами, отбирает из воздуха свою „собственную“ пыльцу, а не пыльцу какого-либо другого вида».

Не все растения опыляются при помощи ветра, чему должно быть очень рады те, кто страдает от аллергии. Многим растениям помогают представители животного мира.

Обольщение нектаром

У растений, опыляемых птицами, мелкими млекопитающими и насекомыми, пыльцевые зерна обычно снабжены крючками, шипами или липкими нитями. Они помогают пыльце прикрепиться к телу опылителя. Так, мохнатый шмель, ищущий себе пропитание, сам того не зная, за один перелет от одного растения к другому переносит около 15 000 пыльцевых зерен.

Главные опылители цветковых растений — это пчелы. Растения в благодарность за труд дают им сладкий нектар и пыльцу — источник белков, витаминов, минеральных веществ и жиров. Участвуя в удивительном симбиозе, пчелы могут посетить за один раз более 100 цветков, при этом они будут собирать пыльцу и нектар только одного вида растений, пока не соберут достаточного количества или пока нектар и пыльца этого вида растений не кончатся. Это удивительное инстинктивное поведение способствует продуктивности опыления.

 Цветы-обманщики

Некоторые растения предпочитают заманивать насекомых-опылителей не сладким угощением, а изощренным обманом. Возьмем, к примеру, орхидею Drakaea elastica, растущую в Западной Австралии. Нижний лепесток цветка этой орхидеи, так называемая губа, кажется удивительно похожим на толстую бескрылую самку осы вида Thynnus. Цветок имитирует даже запах феромона (полового аттрактанта), который выделяет самка осы с целью привлечь партнера! Чуть выше этой привлекательной приманки на цветоножке находятся липкие мешочки с пыльцой.

Самец осы, возбужденный ароматом, напоминающим запах феромона самки, обнимает приманку и хочет улететь вместе с ней. Пытаясь взлететь, он переворачивается со своей «возлюбленной» и касается липких мешочков с пыльцой. Поняв свою ошибку, самец отпускает лепесток, который возвращается в исходное положение, а сам самец улетает и вскоре попадается на уловку очередной орхидеи-соблазнительницы. Но на этот раз он опыляет орхидею пыльцой, которая осталась на нем с предыдущего «рандеву».

Интересно, что в период активности самок этого вида осы самцы безошибочно отличают их от орхидей-самозванок. Поэтому орхидеи «пользуются» подходящим моментом и цветут за несколько недель до того, как самки ос выбираются из своих куколок, находящихся под землей.

Почему бывает аллергия?

Почему у некоторых людей бывает аллергия на пыльцу? Попадая в нос, крошечные пыльцевые зерна оседают на липкой слизистой оболочке. Оттуда они перемещаются в носоглотку, а далее или проглатываются, или удаляются из организма при чихании; при этом в организме не возникает никаких проблем. Однако порой пыльца вызывает реакцию иммунной системы.

Проблема заключается в молекулах белка, содержащихся в пыльце. Иммунная система людей, страдающих аллергией, реагирует на белок некоторых пыльцевых зерен как на опасность. В организме начинается защитная цепная реакция: находящиеся в тканях организма тучные клетки начинают выделять большое количество гистамина. Под действием гистамина кровеносные сосуды расширяются, теряют свою плотность и пропускают жидкость, насыщенную иммунными клетками. В организме обычного человека эти иммунные клетки перемещаются к очагу повреждения или инфекции, чтобы помочь организму избавиться от вторгшихся «чужаков». Но у тех, кто страдает аллергией, пыльца вызывает ложную тревогу, провоцируя иммунные клетки к той же реакции. И это приводит к раздражению слизистой оболочки носа, насморку, распуханию тканей и слезящимся глазам.

Исследователи считают, что склонность к аллергии, но не обязательно к какому-то определенному аллергену, передается по наследству. Загрязнение окружающей среды также может увеличивать чувствительность человека. «В Японии было установлено, что между чувствительностью к пыльце и соседством с районами, где в воздухе содержится повышенное количество частиц отработанного дизельного топлива, существует связь,— говорится в БМЖ.— Опыты на животных показывают, что эти частицы повышают расположенность к аллергии».

На радость многих страдающих аллергией людей препараты из группы антигистаминов облегчают симптомы аллергии *. Из названия этих препаратов видно, что они блокируют действие гистамина. Несмотря на раздражающее действие пыльцы, невозможно не восхищаться строением ее крошечных частичек, дающих жизнь, а также способами их распространения. Если бы их не было, то планета выглядела бы пустынно.

[Сноска]

[Схема, страницы 24, 25]

(Полное оформление текста смотрите в публикации)

Пестик

Семяпочка

Завязь

Пыльцевая трубка

Рыльце пестика

Пыльцевое зерно

Тычинка

Пыльник

Лепесток

[Сведения об источнике]

NED SEIDLER/NGS Image Collection

[Иллюстрации, страница 25]

Различные виды пыльцы под микроскопом.

[Сведения об источнике]

Pollen grains: © PSU Entomology/PHOTO RESEARCHERS, INC.

[Иллюстрации, страница 26]

Часть цветка орхидеи похожа на самку осы.

[Сведения об источнике]

Hammer orchid images: © BERT & BABS WELLS/OSF

[Сведения об иллюстрации, страница 24]

Pollen grains: © PSU Entomology/PHOTO RESEARCHERS, INC.

[Сведения об иллюстрации, страница 26]

Pollen grains: © PSU Entomology/PHOTO RESEARCHERS, INC.