LVIV.COM

Хвилинка ботаніки: хто така катальпа та як вона опинилася в Стрийському парку?

Хвилинка ботаніки: хто така катальпа та як вона опинилася в Стрийському парку?
Наука довкола Львова

У цьому матеріалі ми агітуємо сходити в Стрийський парк, щоб помилуватися катальпою – деревом із цікавою історією. Завезли її до нас із далекої Америки ще у ХІХ столітті попри “катальпову лихоманку”, до якої навіть прикладалися шахраї. Чим це дерево відоме, хто його найбільший ворог та як катальпа відчуває, коли цей ворог поїдає її листя, а коли його надрізають ножицями – розповідають популяризатори науки з проєкту Наука довкола Львова.


Не тільки архітектурні пам’ятки прикрашають Львів. Є тут і низка прекрасних парків, і найкрасивішим з ним по праву вважають Стрийський. Закладений міським садівником Арнольдом Рьорінґом у 1870-х роках, він досі тішиться увагою львів’ян і гостей міста. І хоча головною його атракцією для дітей і дорослих залишається озеро з лебедями, його рослинний світ не менш захопливий. У цій серії знайомитимемо вас із зеленими мешканцями Стрийського парку, але ці рослини-екзоти і декоративні види були популярними на зламі минулих століть, тож ви можете їх зустріти й деінде, від вулиць українських міст до дендропарку в Асканії Новій. 

Гостя з Америки

Якщо гуляти у Стрийському парку восени або взимку, трохи далі за озером, з лівого боку увагу привертає дерево з довгими плодами-стручками. Саме через них на його батьківщині, в південно-східних штатах США, його називають індіанським бобовим деревом або сигарним деревом: коли плоди дозрівають, вони набувають коричневого кольору, нагадуючи сигари. Наукова назва цього дерева – катальпа – походить від назви, яку йому дали корінні мешканці Америки. Під цією назвою катальпи стали вперше відомими в Європі.

Хвилинка ботаніки: хто така катальпа та як вона опинилася в Стрийському парку?

У XVIII ст. Лондонське королівське товариство проспонсорувало поїздку природознавця Марка Кейтсбі у тоді ще британську колонію Кароліна. Там він досліджував місцеву флору і фауну впродовж 1722-1725 років, і за кілька років опублікував працю на основі своїх спостережень. Серед описів рослин і тварин був і перший опис катальпи бігнонієподібної (Catalpa bignonioides). Саме до роду Бігнонія на базі цього опису додав у свою класифікацію рослин катальпу відомий природознавець Карл Лінней, засновник використовуваного до сьогодні підходу до біологічної класифікації. Тоді ще був відомий тільки один вид катальпи, тож Лінней так її і назвав – Бігнонія катальпа. Зараз наші знання значно розширилися, і катальпи виділені в окремий рід родини Бігнонієвих. 

Хвилинка ботаніки: хто така катальпа та як вона опинилася в Стрийському парку?

Ілюстрація катальпи бігнонієподібної з праці Марка Кейтсбі “The natural history of Carolina, Florida and the Bahama Islands”

Кейтсбі привіз до Англії не лише опис, а й саму катальпу. Вже в 1730-х роках її розводили лондонські садівники, а до початку ХІХ ст. дерево розповсюдилося по всій Європі, здобуваючи популярність своїми великими білими квітами, широким серцевидним листям і плодами, які додавали мальовничості навіть зимовим краєвидам міських вулиць і парків – а ще завдяки надзвичайній легкості вирощування з насінин і невибагливості цього дерева. 

Добралася катальпа і до Львова: крім Стрийського парку, її можна побачити також у найстаріших парках Львова, зокрема парку ім. Івана Франка і парку Високий замок. Проте предки американських катальп пройшли ще більш карколомну подорож, перш ніж осісти в Північній Америці і дати початок двом найпопулярнішим серед міських садівників видам – катальпі бігнонієподібній і катальпі чудовій (Catalpa speciosa).

Хвилинка ботаніки: хто така катальпа та як вона опинилася в Стрийському парку?

Квіти катальпи бігнонієподібної декоративного сорту Aurea. Фото з Вікіпедії

В роду катальп виділяли у різний час різну кількість видів. Зараз природними – негібридними – вважаються вісім. З них чотири – білі ворони всієї родини Бігнонієвих. Бігнонієві, родина рослин, що вирізняються своїми красивими квітами, включає і дерева, і чагарники, і навіть ліани, але всіх їх об’єднує одна риса: вони зростають у тропіках. А ці чотири катальпи пристосувалися до помірного клімату, що разом з генетичним матеріалом дає нам ключ до відстеження їх давніх “пересувань”. 

Зовсім неподалік від ареалу континентальних американських катальп, на островах Карибського басейну, мешкають їхні родички. Це чотири види тропічних вічнозелених дерев. Здавалося б, від них мають походити американські види, та генетичні дані цьому суперечать. Найближчою до катальп бігнонієподібної та чудової виявляється… китайська Catalpa ovata, жовта катальпа. Крім того, є ще низка вимерлих видів, які визначаються за скам’янілими рештками, а також кілька гібридів: різні види катальп дуже добре схрещуються між собою і навіть із сестринським, єдиним у своєму роді хілопсисом лінійним (Chilopsis lineáris), хоча гібриди з ним безплідні. Тож історія роду катальп відтворюється приблизно так.

Були собі бігнонії в Південній Америці. Вони розповсюджувалися, утворюючи нові види. Частина з них переселилася на Карибські острови і стала там катальпами. Потім якась з цих катальп вирішила здійснити подорож на сусідній континент – а відбувалось це тоді, коли між Америкою та Азією ще був коридор суші, званий тепер Берингією, – і “переїхала” жити у Східну Азію, де два види її нащадків ростуть досі. Тут вони й пристосувалися до помірного клімату. А вже згодом жовта китайська катальпа або її близька родичка вирішила повернутися на землі предків, але вже не на тропічні Карибські острови, а в більш помірний клімат на континенті. Тут її нащадками стали вже відомі нам катальпи, настільки схожі між собою, що впродовж всього ХІХ ст. науковці ще сперечалися, чи вважати їх окремими видами, чи підвидами одного виду. 

А потім в Америку приїхали європейські колоністи, і дали початок тріумфальному походу катальп на всі американські штати з достатньо теплим кліматом і на європейські міста. Але про це згодом…

Мурахи, гусениці і… рибалки

У Стрийському парку росте катальпа бігнонієподібна. Катальпу чудову європейські садівники на час створення парку тільки починали розповсюджувати. Катальпа бігнонієподібна може сягати висоти 15-18 м з товщиною стовбура до метра в діаметрі. Середній вік цих дерев 40-50 років, хоча трапляються і старіші представники, тож імовірно, що ця катальпа – пізніший нащадок катальп, висаджених Рьорінґом. 

Катальпа невибаглива, але любить сонце. В природному ареалі зростає на добре зрошуваних ґрунтах неподалік від води, особливо поряд із річками і на природних греблях, проте легко адаптується і до сухих чи перезволожених ґрунтів. При сильному морозі або засухах молоді пагони відмирають, але дерево зазвичай добре відновлюється.

Окрім показних білих квітів з жовтими і фіолетовими крапинками, катальпа привертає увагу своїми надзвичайно великими листками: вони сягають 15-20 см в ширину і до 30 см в довжину і формують густу тінисту крону. Від катальпи чудової катальпа бігнонієподібна відрізняється меншими і ряснішими квітами – саме за великі квіти катальпа чудова отримала свою назву, – які відповідно дають згодом рясніші плоди. Квіти у катальпи двостатеві, але рідко самозапилюються. Побачити їх можна зазвичай в червні. В стручкоподібних плодах ховається багато дрібних крилатих насінин – навесні стручки опадуть, і насіння потрапить у ґрунт, щоб згодом прорости. Насінини, посаджені після такої зимової “витримки”, зазвичай проростають краще.

Хвилинка ботаніки: хто така катальпа та як вона опинилася в Стрийському парку?
Є у листків катальпи ще одна цікава особливість: вони виділяють нектар зі спеціальних залоз, розташованих на перетині найбільших жилок листка. Якщо у квітах нектар виділяється, щоб привабити комах для запилення, то для чого ж нектар листкам? Також щоб привабити комах, але вже з іншими цілями.

Рослини, на відміну від тварин, не можуть втекти від істот, які їх поїдають. Доводиться адаптуватися по-іншому. Наприклад, стати отруйними. Катальпа також пішла цим шляхом. Велика частина рослинних отрут – це глікозиди, речовини, що складаються з цукру і аглікону, “нецукрового” додатку, який може мати різну хімічну природу. Зазвичай вони гіркі на смак. У випадку катальпи це іридоїдні глікозиди катальпін та похідний від нього катальпозид. Завдяки ним у дерева майже немає природних ворогів… крім одного. 

Хвилинка ботаніки: хто така катальпа та як вона опинилася в Стрийському парку?
Катальповий бражник, зразок з колекції Техаського сільськогосподарсько-механічного університету. Фото з Вікіпедії

Метелик з родини бражників, катальповий бражник (Ceratomia catalpae), не просто пристосувався до катальпіну, а й навчився його накопичувати для власної переваги. Самка бражника відкладає на листок катальпи близько сотні яєць. З них вилупляються гусениці, які так активно харчуються катальпою, що можуть у лічені дні знищити майже цілу крону. Катальпін – і катальпозид, який скоріше за все в їх тілі перетворюється також на катальпін, – накопичений гусеницями, отруйний для частини хижаків, що на них полюють, тож отрута, яка мала б їх відігнати, навпаки їх захищає. Щоправда, вона не захищає їх від власних паразитів, та й від хижаків далеко не всіх. І саме тут в дію вступає нектар.

Дослідження, проведені в Університеті Джорджії, показали, що впродовж доби після того, як листя атакують гусениці катальпового бражника, нектару починає виділятися більше. Ефект затримується на доволі тривалий час, до тижня. Цей нектар приваблює комах-хижаків, які не гребують поласувати як самим нектаром, так і молодими гусеницями – зокрема, мурах Forelius pruinosus. У дослідженні кількість мурах на уражених гусеницями листках зростала в наступні дні у п’ять-десять разів, після чого кількість гусениць різко зменшувалась. Цікаво, що рослина за якимись, можливо хімічними, ознаками знає, коли листя гризуть гусениці, а коли це просто механічне пошкодження – надрізання листків ножицями у схожий до укусу гусениці спосіб не викликало жодної реакції.

Та є у цих гусениць і важливий плюс – їх надзвичайно люблять рибалки. Настільки, що у США дехто вирощує катальпу спеціально, щоб збирати з неї врожай гусениць катальпового бражника.  

Катальпова лихоманка

Початковий ареал зростання обох катальп доволі невеликий, проте навіть у ранніх спостереженнях природознавці мали проблему з визначенням, де катальпа росла природно, а де її висадили люди. Дерево дуже швидко стало популярним у садівників. Вирощувати катальпу легко, вона надзвичайно декоративна, але головними в її розповсюдженні були чутки про надзвичайні властивості її деревини.

Доволі рано американці помітили, що деревина катальпи гарно протистоїть гниттю, навіть коли закопана у ґрунт. Розповсюджувалися свідчення очевидців про стовпи і паркани, які не псувалися по 70, а то і по сотні років. Це привернуло увагу залізничників, які вбачали у катальпі хороший матеріал для шпал. У 1870-х роках двоє ентузіастів, Е. Барні та Роберт Дуґлас, почали активно агітувати всіх садити катальпу чудову саме для цих цілей. Якщо стовбур катальпи бігнонієподібної схильний до роздвоєння і переважно кривий, то катальпа чудова – зазвичай пряме струнке дерево, що ідеально підходить для заготівлі деревини. 

Хвилинка ботаніки: хто така катальпа та як вона опинилася в Стрийському парку?

Обкладинка доповненої брошури Е. Барні про катальпу

Барні мав прямий стосунок до залізниці, й ідея з катальпою йому так сподобалася, що у 1878 році він випустив цілу брошуру, в якій розповідалося про чудові властивості її деревини. Спочатку це була просто збірка переказів від різних людей, згодом її доповнили більш науковими матеріалами. У цьому вигляді її можна знайти в мережі (посилання на всі матеріали даємо в кінці статті). Паралельно до інформаційної кампанії, Барні з Дуґласом займалися безпосередньо розповсюдженням насіння. За власними оцінками Дуґласа, він посадив понад два з половиною мільйони саджанців катальпи чудової всього за шість років. Барні надсилав насіння поштою за невелику компенсацію витрат, намагаючись боротися з шахраями, які замість насінин катальпи чудової продавали катальпу бігнонієподібну або китайську. Конверти з насінням відправлялися не лише у різні куточки США, а й у різні країни Європи.

Через деякий час садівників очікувало розчарування. Деревина катальпи, хоч і стійка до гниття, виявилася доволі крихкою. Дерева спочатку росли швидко, але до потрібного для шпал розміру доростали повільно і нечасто. Більшість дерев розійшлися на стовпи, так і не зайнявши обіцяного місця на залізниці, хоча й принесли власникам чималі прибутки. Невдовзі катальпові ентузіасти почали повертатися до більш прибуткових культур. Проте інформаційна кампанія була масштабною, і завдяки ній катальпова лихоманка продовжилася ще і на початку ХХ століття. Та зрештою дерево втратило популярність. Втім, залишилися наслідки, адже велика кількість катальп обох американських видів розповсюдилася самозасіванням за межі штучних посадок, добре акліматизувалася на новій території і стала мало що не природною частиною тамтешньої флори.

Були пропозиції використання катальпи і в медицині. Автохтонні мешканці Північної Америки віддавна використовували кору, листя і стручки з насінинами у різній формі для лікування широкого спектру хвороб. Найчастіше катальпу в народній медицині застосовують для лікування хвороб дихальних шляхів. Застосовують відвари з катальпи також як глистогінний препарат, а певний час його використовували навіть як замінник хініну при малярії.

Попри таку давню традицію, хімічний склад різних тканин катальпи досі маловивчений. Біохімічний аналіз показує, що крім глікозидів у катальпі присутня низка хімічних сполук, які можуть мати фармацевтичне застосування. У листі і стручках виявили сапоніни, стероли і феноли, стручки містять також флавоноїди. Це широкі класи сполук з різною дією на організм, тому потрібне детальніше вивчення. 

Експерименти з екстрактами листя, стручків і насіння не показали ні протимікробного, ні протипухлинного ефекту, який був засвідчений in vitro для деяких інших видів родини Бігнонієвих. Та є й потенційно корисні дані: в експериментах на тваринах екстракти листя і стручків катальпи полегшували запалення і знижували біль, тож є перспективи для майбутніх досліджень

Кора катальпи містить смоли і дубильні речовини. Насіння містить до 30 % елеостеаринової кислоти. Олію з катальпи використовують у складі лаків і фарб. З квітів можна отримати ароматний мед. Проте найголовнішим залишається орнаментальне використання.  

Хвилинка ботаніки: хто така катальпа та як вона опинилася в Стрийському парку?

Катальпа бігнонієподібна – доволі теплолюбна рослина, але у затишку великих міст, де немає сильних вітрів і перепадів температури, може рости набагато північніше за свій природний ареал. Щоправда, і тут з катальпою не все так просто. Вздовж тротуарів її садити проблематично: вона дуже багато смітить. Влітку з неї опадає багато пелюсток, восени настає черга величезного листя, а навесні картина доповнюється опалими стручками з насінням, що створює купу зайвої роботи комунальним службам. 

Зате у парках чи скверах, де прибирати за катальпою немає потреби, це дерево виглядає чудово. А в деяких регіонах України її використовують навіть у лісосмугах – і навіть у посушливих степах Дніпропетровщини вона почувається, хоч і гірше за місцеві породи дерев, та все ж доволі добре. Так, прибувши з далекої Америки у ХІХ столітті, катальпа вже давно стала звичною частиною українських ландшафтів.

Про проєкт: Наука довкола Львова займається популяризацією історії науки у Львові й на Галичині. Більше цікавих матеріалів ви можете знайти, підписавшись на нашу сторінку в фейсбуці. Невдовзі відкриємо ютуб-канал, а коли епідемія дозволить, продовжимо нашу традицію Наукових шпацерів. Ви також можете підтримати наш проєкт на Патреоні

Джерела: 
Richard T. Olsen & Joseph H. Kirkbride Jr. Taxonomic revision of the genus Catalpa (Bignoniaceae)  
Jianhua LI. Phylogeny of Catalpa (Bignoniaceae) inferred from sequences of chloroplast ndhF and nuclear ribosomal DNA  
Р. Б. Дудин. Таксономічна деградація насаджень старовинних парків Львівщини
J. H. Ness. Catalpa bignonioides alters extrafloral nectar production after herbivory and attracts ant bodyguards  
https://explorer.natureserve.org/Taxon/ELEMENT_GLOBAL.2.157448/Catalpa_bignonioides
Muñoz-Mingarro et al. Biological activity of extracts from Catalpa bignonioides
Walt. (Bignoniaceae)  
https://plants.usda.gov/plantguide/pdf/pg_cabi8.pdf 
Нємченко, М.В. ; Бессонова, В.П. Оцінка стану рослин Catalpa bignonioides Walt. та C. speciosa Ward. в умовах придорожньої лісосмуги
Peter Del Tredici. The Great Catalpa Craze  
E. Barney. Additional facts and information in relation to the Catalpa tree
Evan C. Lampert, Lee A. Dyer, M. Deane Bowers. Chemical Defense Across Three Trophic Levels: Catalpa bignonioides, the Caterpillar Ceratomia catalpae, and its Endoparasitoid Cotesia congregata  
О. В. Демешко, С. В. Романова, В. В. Ковальов, І. І. Батюченко. Дослідження біологічно активних сполук листя катальпи бігнонієвидної
nauka-dovkola-lvova LVIV.COM

Ділися або не палися

Зараз читають