Введение
Вид водного цветкового растения из семейства Araceae.
Пистия (Pistia) — род водных растений из семейства аруковых (Araceae). Это единственный род в трибе Pistieae, что отражает его систематическую обособленность внутри семейства. Единственный вид, входящий в его состав, — пистия стратио́тес (Pistia stratiotes) — часто называют водяным салатом, водяной капустой, нильской капустой или раковинником. Его изначальное распространение неясно, но, вероятно, пантропическое; впервые он был научно описан по растениям, найденным на Ниле вблизи озера Виктория в Африке. Название вида (stratiotes) также происходит от греческого слова στρατιώτης, означающего «солдат», что связано с мечевидной формой листьев некоторых растений рода Stratiotes.
Описание
Pistia stratiotes – многолетнее монокотиледонное растение с толстыми, мягкими листьями, образующими розетку. Оно плавает на поверхности воды, а корни свисают в воду под плавающими листьями. Листья могут достигать 2–15 см в длину, светло-зеленые, с параллельным жилкованием и волнистыми краями. Цветки раздельнополые, без лепестков и скрыты в середине растения среди листьев. Pistia stratiotes имеет початочное соцветие, содержащее один пестичный цветок с одним завязью и 2–8 тычиночных цветков с двумя тычинками. Пестичные и карпельные цветки разделены складками в покрывале, где мужские цветки расположены над женскими. Pistia stratiotes встречается в медленно текущих реках, озерах и прудах. Вид демонстрирует оптимальный рост при температуре 22–30 °C, но может выдерживать экстремальные температуры до 35 °C. В результате Pistia stratiotes не растет при более низких температурах, за пределами тропиков Рака и Козерога. Для оптимального роста виду также требуется слегка кислая вода с pH 6,5–7,2. Вид может распространяться в новые районы посредством водной дисперсии, фрагментации и прикрепления к морскому транспорту или рыболовному снаряжению. Инвазия Pistia stratiotes в экосистему может привести к экологическим и социально-экономическим последствиям для сообщества. В водах с высоким содержанием питательных веществ, особенно загрязненных сточными водами или удобрениями, водный гиацинт может демонстрировать бурный рост. Он также может стать инвазивным в гидрологически измененных системах, таких как каналы и водохранилища для регулирования паводков. Чрезмерный рост водного гиацинта может блокировать газообмен в поверхностных водах, создавая гипоксические условия и уничтожая или нарушая жизнь различных местных водных организмов. Затеняя доступ к солнечному свету, большие заросли водного гиацинта могут подавлять местные подводные растения и изменять сообщества, зависящие от этих растений как от источника пищи. Эти заросли также могут запутываться в винтах лодок и создавать проблемы для лодочников и рыболовов. Pistia stratiotes является частью жизненного цикла некоторых насекомых-переносчиков малярии и филяриоза. Мотылек Samea multiplicalis также использует Pistia stratiotes в качестве основного растения-хозяина. Яйца откладываются среди листьев и стеблей растения-хозяина, а вылупившиеся личинки интенсивно питаются по мере развития.
Контроль
Химический контроль: Гербициды оказались эффективными в борьбе с Pistia stratiotes: дикватом, глифосатом, тербутрином, 2,4 D и многими другими. Однако использование гербицидов требует критической оценки для предотвращения негативного воздействия на окружающую среду и возможных токсических эффектов на морскую флору и фауну, а также на здоровье человека. Физический контроль: Pistia stratiotes можно контролировать с помощью механических уборочных машин, которые удаляют водяной салат из зараженных водоемов и транспортируют его на берег для утилизации. Более обширные очаги заражения можно удалять с использованием гидравлических экскаваторов и тракторов. Для предотвращения повторного роста колоний Pistia stratiotes необходимо внедрить программу долгосрочного обслуживания. Биологический контроль: Для биологического контроля используются два вида насекомых. Взрослые особи и личинки южноамериканского долгоносика Neohydronomous affinis питаются листьями Pistia, как и личинки мотылька Spodoptera pectinicornis из Таиланда. Оба вида являются полезными инструментами в управлении Pistia stratiotes, способствуя экспериментальному восстановлению бентосных сообществ в гипоксических условиях. Распространение данного вида будет запрещено в ЕС с августа 2024 года в целях предотвращения его дальнейшего распространения.
Диапазон
Центр происхождения Pistia stratiotes долгое время оставался предметом дискуссий. Свидетельства о происхождении в Северной Африке содержатся в египетских иероглифах и описаниях растений, соответствующих Pistia, сделанных греческими ботаниками Диоскоридом и Теофрастом в реке Нил. Кроме того, коэволюция Pistia stratiotes с различными насекомыми, эндемичными для Бразилии и Аргентины, такими как пистиевый долгоносик, указывает на длительное естественное обитание в Южной Америке. Из Флориды обнаружены окаменелости, датируемые поздним плейстоценом (~12 000 лет до настоящего времени) и ранним голоценом (~3 500 лет до настоящего времени), что свидетельствует о естественном распространении в юго-восточных Соединенных Штатах. Недавние генетические исследования также показывают, что Pistia на самом деле не является монотипическим родом, как считалось ранее.
Окаменелости
Растения, подобные пистии, появляются в летописи окаменелостей в позднем меловом периоде в скальных отложениях западной части Северной Америки. Они были впервые описаны как †Pistia corrugata Лео Лескёре в 1876 году на основе экземпляров из Алмондской формации Вайоминга (поздний кампанский возраст). Однако, основываясь на более полных экземплярах из кампанского Dinosaur Park Formation южной Альберты, Канада, и других регионов, они были переописаны как отдельный род, †Cobbania, главным образом из-за различий в морфологии листьев. Более поздние окаменелости, приписываемые Pistia stratiotes, были описаны из эоценовых отложений на юго-востоке Соединенных Штатов, а 350 ископаемых семян †Pistia sibirica были описаны из средних миоценовых отложений района Fasterholt близ Силкеборга в Центральной Ютландии, Дания. Окаменелости этого вида также были описаны из олигоцена и миоцена Западной Сибири и из миоцена Германии. Экземпляр Pistia с полуострова Флорида, датируемый как минимум 3550 лет назад, и сообщение об окаменелостях Pistia голоцена из озера в южно-центральной Флориде согласуются с генетическими данными, указывающими на то, что некоторые разновидности Pistia stratiotes являются аборигенными для юго-восточных Соединенных Штатов.
Потребление
Хотя пистия стратиотес считается съедобной, она не обладает приятным вкусом из-за высокого содержания кристаллов оксалата кальция, которые горчат. Тем не менее, имеются сведения об использовании этого растения в качестве продовольствия во время Великого голода в Индии в 1876–1878 годах. Народ хауса в Нигерии использовал золу растения в качестве заменителя соли благодаря высокой концентрации хлорида калия, минеральной соли. Этот заменитель соли, также известный как заканкау, был особенно важен, когда импортная соль была недоступна. При употреблении пистии стратиотес следует соблюдать осторожность, поскольку это растение является гипераккумулятором и способно поглощать и накапливать токсичные тяжелые металлы из окружающей среды. Высокое содержание кристаллов оксалата кальция может вызывать различные проблемы со здоровьем, такие как нарушение усвоения минералов и образование камней в почках. В Сингапуре и Южном Китае пистия стратиотес обычно выращивается или собирается в качестве корма для уток и свиней. В Индонезии водяной салат также рассматривается как альтернатива корму для домашней птицы из-за высокого содержания сырого белка.
Лечение
В различных регионах Азии и Африки страциола плавающая (Pistia stratiotes) используется в медицинских целях. В Нигерии сушеные листья измельчают в порошок и наносят на раны и язвы для дезинфекции. Аналогичное применение встречается в традиционной индийской медицине, где порошок из листьев используется при сифилитических высыпаниях и кожных инфекциях. В Нигерии и Гамбии из листьев готовят настой для промывания глаз при аллергическом конъюнктивите. Этот настой обладает охлаждающим и обезболивающим эффектом, поэтому в Африке растение часто называют «глазным состраданием». Кроме того, листья страциолы плавающей можно сжигать до пепла, который в традиционной индийской и нигерийской медицине применяют для лечения стригущего лишая кожи головы. Этанольные экстракты также показали положительную корреляцию со снижением воспалительных заболеваний, таких как артрит и лихорадка. Обладая противогрибковыми свойствами, и учитывая популярность страциолы плавающей как традиционного средства от лишая, исследователи протестировали метанольные экстракты P. stratiotes на дерматофитных грибах. Результаты исследований продемонстрировали значительную фунгицидную активность в отношении T. rubrum, T. mentagrophytes и E. floccosum. Благодаря способности к гипернакоплению, страциола плавающая изучается как потенциальный кандидат для очистных сооружений. Было установлено, что корни и листья растения поглощают избыток питательных веществ и тяжелые металлы, такие как цинк, хром и кадмий, из загрязненной воды. Страциолу плавающую можно выращивать в водных садах для уменьшения вредных вспышек водорослей и эвтрофикации. Растение способно контролировать рост водорослей, ограничивая проникновение света в водную толщу и конкурируя за питательные вещества, особенно активно поглощая фосфор и аммиачный азот.