Крылатый плод диптерокарпуса

Перед вами плоды тропического дерева диптерокарпуса крылатого (Dipterocarpus alatus), немного напоминающие воланчики для бадминтона. Такие плоды, снабженные крыловидными выростами, ботаники называют крылатками. У ореха диптерокарпуса крылатого выросты достигают 10 см. Характерный облик плода повлиял на название растения и всего семейства диптерокарповые: Dipterocarpus переводится как «двукрылый плод», хотя у некоторых видов крыльев может быть и больше, а может и вовсе не быть.

Сухой плод диптерокарпуса крылатого из Камбоджи из коллекции Тулузского музея во Франции. Фото © Roger Culos с сайта en.wikipedia.org

Крылья плодов диптерокарпусов  — это разрастания чашелистиков. Цветки диптерокарповых пятилопастные. Часто в крылья преобразуются только два чашелистика, но у некоторых видов диптерокарпуса и представителей родственных родов (например, Shorea) — и все пять. У разных видов длина крыльев отличается. Она может достигать 10–20 см. Есть и полностью бескрылые виды — например, Dipterocarpus tempehes.

Слева — пятикрылый плод шореи. Фото © Thomas Gyselinck с сайта inaturalist.org, Суматра, 4 июля 2024 года. Справа — бескрылый плод D. tempehes. Фото © loupok с сайта flickr.com, 9 августа 2014 года

Крыловидные выросты обеспечивают вращение плода при падении. На передней кромке крыла при вращении формируется устойчивый вихрь, создающий подъемную силу, которая замедляет спуск. Всё это способствует дальности рассеивания плодов.

Вращение плода диптерокарпуса. Фрагмент из видео с сайта youtube.com

Эксперименты показали, что масса плода и частота его вращения имеют прямую корреляцию. При увеличении массы орешка частота вращения увеличивалась, а вместе с этим увеличивалась и подъемная сила. А если орешек был слишком легким или слишком тяжелым, вращение нарушалось. Таким образом, диптерокарпус отлично справляется с задачей, создав оптимальное распределение масс в плодике, обеспечивая этим его стабильное вращение. Помимо массы имеет значение также длина крыловидных выростов. Слишком короткие крылья не позволят должным образом затормозить падение и отдалиться от материнского растения, а слишком длинные рискуют запутаться в кронах и не достичь земли.

Однако, несмотря на все эти аэродинамические ухищрения, плоды диптерокарпуса разносятся не очень далеко от материнского дерева. В отличие от, например, крылаток клена, бокового смещения крылья плодов диптерокарпусов не дают. И распространение их плодов зависит от направления и силы ветра, который внутри тропического леса, как правило, отсутствует. Только плоды, расположенные на самой вершине, могут быть сорваны сильными ветрами, проходящими над кронами, и унесены на большое расстояние. Но основная масса плодов распространяется локально, в пределах диаметра кроны материнского растения.

Поскольку у разных представителей семейства количество крыльев и масса плода могут варьировать, их потенциал распространения определяет морфология. Ученые сбрасывали плоды диптерокарпусов D. crinitus и D. cornutus со средней длиной крыльев 10,6 и 7,9 см, соответственно, с высоты 40 м (средней высоты тропических деревьев). В результате они распространялись на 9 и 7 м. Из этого делается вывод, что по морфологии плодов можно судить о пространственной структуре популяций разных видов диптерокарпуса.

Представляют интерес не только аэродинамические свойства плодов диптерокарпусов. Эти деревья — отличный модельный объект для изучения массового плодоношения. В английском языке для этого есть специальный термин — mast fruiting, или mast seeding, — который происходит от староанглийского mæst. Так называли желуди и другие похожие на орехи лесные плоды, которые использовались для корма свиней, или сами места, где кормились свиньи в лесу. В нашей полосе такое явление как раз характерно, например, для дубов, берез и лещины. Оно чаще представлено у доминирующих в биотопе растений и происходит раз в несколько лет. Это приводит к вспышкам численности животных, питающихся их плодами. У диптерокарпусов массовое плодоношение охватывает сразу сотни деревьев. По словам некоторых исследователей малазийских лесов, подстилка в это время буквально завалена плодами.

Массовому плодоношению предшествует вспышка цветения, причем у диптерокарповых она захватывает не только популяцию или часть популяции одного вида, но может распространяться на нескольких представителей этого семейства в данной части леса. В отличие от растений средней полосы, которым тоже свойственно массовое плодоношение, диптерокарпусы опыляются не ветром, а различными насекомыми: трипсами, жуками, мотыльками, пчелами и др. Любопытно, что зацветание происходит последовательно, чтобы избежать конкуренции за опылителей, как предполагают ученые. А вот плодоношение — синхронное и преследует противоположную цель. Различные насекомые и позвоночные животные, например дикие свиньи, с удовольствием едят плоды диптерокарпуса. И основной причиной массового плодоношения считается задача насытить этих животных настолько, чтобы осталось, чему прорасти.

Обоеполый цветок диптерокарпуса крылатого. Фото © Son с сайта inaturalist.org, Вьетнам, август 2023 года

Вероятно, сигналом для начала плодоношения может служить изменение погодных условий, например снижение влажности или падение ночных температур. Для ряда диптерокарпусов это падение на два градуса в течение более чем трех ночей подряд.

Диптерокарповые — пантропическое семейство, наиболее широко представленное в равнинных тропических лесах Юго-Восточной Азии. Диптерокарпусы являются важными лесообразующими породами. Здесь они составляют до 50% лесной биомассы и формируют скелет структуры самого леса. Диптерокарповые достигают максимального видового разнообразия на острове Борнео (270 видов), причем на одном участке в 50 га могут присутствовать до 87 разных видов. Высоко в горы они не поднимаются. В основном приурочены к областям с большим количеством осадков. Многие виды вечнозеленые, но есть и листопадные, обитающие в сухих лесах Индии и Мьянмы.

Диптерокарпусы — это высокие (например, диптерокарпус крылатый может достигать 30–60 м) мощные деревья с плотной древесиной, которую во многих азиатских странах активно используют для строительства и изготовления мебели. Многие виды из-за вырубки и фрагментации лесов находятся под угрозой исчезновения, если участки леса находятся далеко друг от друга, плоды не могут туда долететь. Тогда не происходит естественного генетического обмена между субпопуляциями, который обеспечивает стабильность популяций и вида в целом.

Эндемик Шри-Ланки Dipterocarpus zeylanicus, вид находится под угрозой исчезновения. Фото Полины Сутягиной, Королевский ботанический сад (Перадения), Шри-Ланка, апрель 2022 года

Судя по палеоботаническим данным, многие диптерокарповые леса весьма древние, семейство возникло, возможно, уже в меловом периоде. Ископаемые плоды диптерокарпусов имеют важное значение для палеоклиматических моделей. Нахождение характерных крылатых плодов в отложениях является свидетельством влажного и теплого климата. А поскольку они не разносятся на дальние расстояния, то их можно рассматривать как следы областей связанной в древности суши.

Фото © Len Worthington с сайта flickr.com, Таиланд, 18 марта 2012 года.

Полина Сутягина