Кирказон маньчжурский / Аристолохия маньчжурская (Aristolochia manshuriensis)

Кирказон маньчжурский / Аристолохия маньчжурская (Aristolochia manshuriensis) принадлежит семейству Кирказоновые (Aristolochiaceae).

Ареал - Китай (провинции Ганьсу, Хэйлунцзян, Хубэй, Цзилинь, Ляонин, Шэньси, Шаньси Шаньси, Сычуань), Корея, Россия (юг Приморского края).

Реликт третичной флоры.

Эндем Восточной Азии (Маньчжурского флористического района).

Вид впервые описан в 1904 году русским ботаником, флористом-систематиком и ботанико-географом Владимиром Леонтьевичем Комаровым (англ. Vladimir Leontyevich Komarov, 1869-1945 гг.).

Китайское народное название - 关木通 (guan mu tong, "гуань му тун").

Синонимы:

- Aristolochia manshuriensis Kom. (1904) - кирказон маньчжурский, аристолохия маньчжурская

- Hocquartia manshuriensis (Kom.) Nakai (1936)

- Isotrema manshuriensis (Kom.) H.Huber (1960)

Однодомное растение.

Деревянистая вьющаяся лиана, обычно до 15 м длиной (иногда больше) и 3-5 см в диаметре. Диаметр ствола у поверхности почвы (у корневой шейки) - до 7,5 см. Стебли с междоузлиями до 25-30 см длиной. Кора серая, продольно-морщинистая, бороздчатая, мягкая на ощупь, с развитым пробковым слоем. 

Обычно растение разветвляется у самой поверхности почвы на 3-4 побега. Молодые побеги сначала зелёные, без чечевичек, слегка опушённые; к концу вегетационного периода, а чаще на второй год, они от основания покрываются пробковой тканью. Побеги растут вокруг опоры в виде спирали, в направлении против часовой стрелки. 

Лиана взбирается по стволам  и ветвям деревьев, сплошь оплетая и даже угнетая их. 

Свежая древесина с отчётливым камфорным запахом. 

Зимующие почки сериальные (групповые почки образуют вертикальный ряд), обычно в числе 3-х в пазухе листа, густо опушённые длинными серебристо-белыми волосками. Нижняя и средняя почки погружены в ткани стебля почти полностью, верхняя на 1/3 выступает над поверхностью стебля. 

Хотя почки скрыты интенсивным опушением, но их число и расположение можно определить по небольшим бугоркам, выступающим над общей опушённой поверхностью.

Спящие почки расположены в области корневой шейки, они имеются у старых и крупных экземпляров.

 

Листовой рубец подковообразный, то есть в различной степени окружает почки. Вбок от верхних концов подковообразного листового рубца поперёк стебля отходят выраженные валики.

Листовых следов 3 (листовые следы представляют собой остатки проводящих пучков, соединявших проводящие системы листа и стебля; эти остатки заметны на листовом рубце в виде пятен, выступов). 

Листовой рубец и листовые следы:

Листорасположение очерёдное. 

Листья крупные, округло-сердцевидные, до 30 см длиной и шириной, на верхушке заострённые, с сердцевидным (почковидным или вырезным) основанием, светло-зелёные, цельнокрайние, черешковые (черешок намного короче листовой пластинки); в молодости сверху с редкими короткими волосками, снизу -  слегка опушённые, взрослые - с одиночными короткими волосками. 

Листья с характерным камфорным запахом.

Черешок в поперечном сечении округлый. Его длина варьирует и определяется необходимостью выноса листовой пластинки на свет на то или иное расстояние, в том или ином направлении. Обычно, чем глубже в тени формируется и растёт лист, тем длиннее черешок, выносящий его к свету.

Листья расположены мозаично и более или менее черепитчато, так что их пластинки закрывают пространство почти без просветов.

Начало распускания листьев в Приморье - вторая половина апреля, массовый листопад - середина октября. Продолжительность периода облиственности - 178 дней (от 21 апреля до 15 октября).

Осенью листья становятся светло-жёлтыми.

Image - https://botsad.ru

Цветки кирказона маньчжурского (фотографии О. В. Наконечной):

Публикация - «Род Кирказон на Дальнем Востоке России (Aristolochia manshuriensis Kom. и A. contorta Bunge)», 2014

Авторы - О. В. Наконечная, Ю. Н. Журавлёв, В. П. Булгаков, О. Г. Корень, Е. В. Сундукова

Цветки обоеполые, по 1-2 располагаются на укороченных пазушных веточках, расположены у основания и ниже ростовых побегов текущего года; неправильной формы, кувшинообразные, с зелёной, желтовато-зелёной или пурпурно-зелёной подковообразно (U-образно) изогнутой вверх (примерно в середине) трубкой околоцветника и трёхлопастным отгибом коричневато-жёлтого, зеленовато-жёлтого или пурпурного (бордового) цвета, до 2,5-3 см в диаметре. Трубка околоцветника  до 6 см длиной, в  основании с камерой (вздутием), снаружи тупоребристая, голая, внутри - пурпурно-крапчатая, опушённая.

Тычинок 6, сросшиеся со столбиком в колонку. Завязь нижняя.

Цветки со слабым, малоприятным запахом.

Цветоножки 1,5-3 (4,5) см длиной.

При основании цветоножек находятся 1-2 чешуи, они зеленовато-серые, буроватые, перепончатые, густо опушённые (особенно на верхушке) серебристыми волосками. Выше этих чешуй расположены 1-2 прицветника, иногда последние вовсе отсутствуют. Прицветники продолговато–эллиптические или яйцевидные, до 1,5 см длиной и 1 см шириной, светло-зелёные, густо опушённые по краям и снизу, с оттянутым, полуобъемлющим цветоножку основанием.

У данного вида закладывается большое количество бутонов, но развиваются и раскрываются около 50%. Развитие бутона до открытия цветка проходит в течение 20 дней.

Цветки раскрываются только в дневное время суток, с 20:00 до 6:00 часов цветки не раскрываются. Наиболее интенсивное цветение происходит в первой половине дня. Обычно цветок раскрывается в течение нескольких минут, но иногда этот процесс затягивается на часы и даже дни (до двух суток).

Цветёт в мае (с третьей декады) - июне; продолжительность цветения - около 11 дней.

В условиях интродукции первые цветки появляются в конце апреля, массовое цветение происходит в период с 10 по 20 мая, а к 5 июня остаются лишь единичные цветки; в природных популяциях цветение заканчивалось ко второй декаде июня. От года к году возможны смещения сроков цветения. Так, отмечалось начало цветения в условиях интродукции 10-20 мая, массовое - 29 мая - 15 июня.

Наиболее массовыми семействами насекомых из отряда Двукрылых (Diptera), посещающих цветки кирказона маньчжурского, являются  Мухи-цветочницы (Anthomyiidae) - 51%, Злаковые мухи / Злаковые мушки (Chloropidae) - 17%. Перепончатокрылые и жуки тоже могут играть роль в опылении, но она незначительна.

Images - https://www.plantarium.ru

Плоды созревают в конце сентября - первой половине октября. 

Плод - цилиндрическая шестигранная коробочка, 7-11 см длиной и до 3 см шириной, висячая, зелёная, при созревании буреет.

Плодоножки 5-6 см длиной.

Семена сердцевидно-треугольные, 6-7 мм в диаметре, плоские, серовато-бурые. 

Сухие плоды растрескиваются от вершины к основанию (снизу-вверх) продольными трещинами на шесть лентовидных створок с кожистыми серовато-белыми перегородками. Створки прикреплены к плодоножке. На каждой створке плотно слоями упаковано от 15 до 23 семян. 

В октябре - ноябре семена частично или полностью высыпаются из коробочки, но иногда они сохраняются в её основании до следующего года. 

Плодоношение нерегулярное, но в отдельные годы потенциал семенного размножения довольно высок. 

В урожайный год на лиане может быть сформировано до 200 коробочек, в которых созревают в целом около 20 тысяч семян.

Плод кирказона маньчжурского: (а) - схема плода и семени, (б) - незрелый плод, (в) - растрескавшийся плод (фотография О.В. Наконечной):

Публикация - «Род Кирказон на Дальнем Востоке России (Aristolochia manshuriensis Kom. и A. contorta Bunge)», 2014

Авторы - О. В. Наконечная, Ю. Н. Журавлёв, В. П. Булгаков, О. Г. Корень, Е. В. Сундукова

Растёт небольшими группами в широколиственных и смешанных лесах, на опушках и полянах, в нижних частях склонов (чаще северной экспозиции), у скал, в долинах рек, вдоль ручьёв.

В России кирказон маньчжурский встречается только в Приморском крае. 

Ареал кирказона маньчжурского в Приморском крае:

В России вид известен из немногочисленных местообитаний, сосредоточенных на юго-западе Приморского края. 

Реликтовое происхождение, приспособление к определённым эколого-ценотическим условиям обитания, отсутствие обильного подроста и признаков расширения границ известных популяций, несомненно, сдерживают самовозобновление вида в местах его естественного произрастания. Кроме того, на состав и размеры популяций негативно влияет деятельность человека.

Является единственным кормовым растением для реликтовой бабочки алкиной (Atrophaneura alcinous). Уничтожение кирказона маньчжурского является прямой угрозой для существования этой бабочки. 

Вид включён Красную книгу Приморского края (2008 год), в новое издание Красной книги РФ (2023 год). Входит в списки редких видов растений российского Дальнего Востока и Приморского края. 

Интерес населения к этому растению как к лекарственному, привёл к хищническому истреблению лианы. 

В настоящее время крупные плодоносящие экземпляры встречаются редко.

Выращивается в ботанических садах России.

Опыты по интродукции в Ботаническом саду-институте ДВО РАН (Владивосток) показали возможность выращивания аристолохии маньчжурской из семян, без стратификации. Семена хорошо прорастают (всхожесть до 95%) при осеннем посеве и весной; разработаны ускоренные методы выращивания черенками.

Растение целиком ядовито. 

Лекарственное растение.

Широко используется в восточной медицине.

Экспериментально обнаружено сердечное действие отваров этого растения.

В китайской медицине вещества, выделенные из данного растения, применяют в качестве кардиопротектора - для защиты сердечной мышцы миокарда.

Интересно, что в китайской народной медицине кирказон маньчжурский 

стал использоваться лишь с середины XX века.

Считается, что применять стебли этой лианы в лекарственных целях можно, когда она достигнет определённого возраста. Если растение будет младше или старше, в нём не будет нужных веществ.

Сотрудники Федерального научного центра биоразнообразия наземной биоты Восточной Азии ДВО РАН получили из культуры бородатых корней кирказона маньчжурского вещества с противоопухолевой активностью. Исследователи представили метод культивирования, при котором выход полезных соединений увеличивается почти в два раза, а токсичность растения снижается в 10 раз. Результаты работы опубликованы в журнале International Journal of Molecular Sciences. 

В работе приняли участие сотрудники Национального научного центра морской биологии им. А.В. Жирмунского ДВО РАН и Дальневосточного федерального университета.

Биологи уже находили в растении биологически активные вещества: аристолохиевые кислоты и их производные, различные алкалоиды - магнофлорин, маньчжуриенин, тетрандрин и другие.

В новом исследовании учёные предложили получать эти полезные соединения не из деревянистых лиан кирказона, а из выведенных в лаборатории культур «бородатых корней», так как само по себе это растение редкое. Культуры «бородатых корней» получаются, когда органы растения (листья, стебли и другие) заражаются бактерией Agrobacterium rhizogenes (Rhizobium rhizogenes), несущей в себе гены группы rol. При заражении эти гены передаются растению в ходе горизонтального переноса, что и приводит к образованию характерных «бородатых корней», склонных к неограниченному росту. В то же время гены rol могут значительно изменять метаболизм растения, из-за чего полезные вещества вырабатываются более эффективно.

В результате авторы показали, что в полученных таким образом культурах растений активнее нарабатывались полезные вещества, такие как магнофлорин и некоторые аристолохиевые кислоты. Так, содержание магнофлорина достигало 5,72 мг/г сухой массы культуры, что в шесть раз выше по сравнению с контрольной - нетрансформированной бактериями - культурой и почти в два раза выше, чем в деревянистых лианах кирказона. Что касается аристолохиевых кислот, их количество было в семь-восемь раз выше в трансформированных культурах, чем в группе контроля, но в полтора раза ниже, чем в стеблях кирказона. Несмотря на это, учёные отметили, что в полученных ими культурах токсичность аристолохиевых кислот также снизилась в десять раз.

В дальнейших экспериментах исследователи определили антиоксидантные свойства веществ, выделенных из трансформированной культуры кирказона. Антиоксидантная активность была в три раза выше в трансформированных клетках растения по сравнению с контрольной группой, что связано, вероятно, с содержанием магнофлорина. При этом уровень активности сравним с тем, что наблюдается в стеблях кирказона.

Затем учёные оценили, насколько эффективно содержащиеся в кирказоне вещества могут убивать раковые клетки. Экстракты из культур «бородатых корней» убивали до 50% клеток глиобластомы, рака шейки матки и кишечника, однако оказались неэффективны против трижды негативного рака молочной железы. Исследователи сделали вывод о том, что дальнейшее применение экстракта кирказона маньчжурского для терапии рака требует более детальных исследований, в том числе на животных моделях.

«Растения накапливают огромный спектр лекарственных соединений, но чрезмерная эксплуатация природных ресурсов человеком наносит непоправимый вред природе. Клеточные культуры растений предлагают рациональную альтернативу в качестве источника данных лекарственных соединений. В нашей работе на примере кирказона маньчжурского мы показали, что современные методы молекулярной биотехнологии способны не только воспроизвести природный источник сырья, но и значительно улучшить его фармакологические свойства», - прокомментировал Юрий Шкрыль, кандидат биологических наук, руководитель Лаборатории бионанотехнологий и биомедицины Федерального научного центра биоразнообразия наземной биоты Восточной Азии ДВО РАН.

Самолечение недопустимо! В США, Евросоюзе и России аристолохиевые кислоты признаны канцерогенами, токсинами и мутагенами, их распространение в лекарственных препаратах запрещено. Более того, аристолохиевые кислоты, как показывают исследования американских биохимиков, способны вызывать рак мочевой системы (в частности, рак почек). Например, на Тайване, где препараты из кирказона используются в народной медицине, у 60-84% пациентов с раком мочевой системы присутствуют аристолохиевые «метки» в ДНК клеток опухолей, а всего следы потребления кирказона есть в почках у каждого третьего жителя острова.

Декоративное растение. 

В культуре с 1909 года.

Лиана перспективна для устройства беседок и трельяжей, покрытия зелёных веранд, балконов и стен, для украшения парков. Нуждается в прочной опоре.

Зимостойкость высокая. В условиях Ботанического сада-института ДВО РАН (Владивосток) зимует без укрытия. 

Лиана среднетребовательна к солнечному освещению (переносит небольшое затенение), но при достаточной его интенсивности развивается и плодоносит более активно.

Кирказон маньчжурский требователен к плодородным, рыхлым и влажным почвам, где достигает максимального развития. Обязателен хороший дренаж. Выдерживает известь.

Тяжёлые и уплотнённые почвы не любит.

Размножается семенами и вегетативно (летними черенками, отводками). Семена не требуют предварительной стратификации. Наиболее эффективно применение отводков.

Долговечная лиана; растёт быстро.

Городские условия (пыль, копоть, гарь) переносит нормально. 

Дымо- и газоусточивость - средняя.

В засушливых районах расти не будет (плохо переносит сухость воздуха и почвы).

Растение устойчиво к болезням и вредителям.

Смотрите также:

Кирказон маньчжурский (Aristolochia manshuriensis)