Predatorzy świata roślin

Jak przystało na wyrafinowanego dżentelmena epoki wiktoriańskiej, zainteresowania Karola Darwina naturalnie „ciążyły” ku makabrze, a kilka rzeczy fascynowało go szczególnie, m.in. „odszczepieńcy” od konwencjonalnego łańcucha pokarmowego: rośliny mięsożerne. Eksperymentował z nimi i napisał o nich poważny traktat

18.09.2015Aktualizacja: 28.09.2015Opublikował: TP

Biolodzy wciąż wykazują ogromne zainteresowanie roślinami mięsożernymi i nadal odkrywają zaskakujące informacje o anatomii, ewolucji, biochemii i taktykach łowieckich organizmów, które Rainer Hedrich z Uniwersytetu w Würzburgu nazywa „zielonymi zjadaczami mięsa”.

Jedna z grup badawczych stwierdziła ostatnio, że dzbanecznik z Borneo uzupełnia swoją owadożerną dietę o regularne porcje guana nietoperzy, przyciągając je do swoich smukłych kielichów o kształcie precyzyjnie dostosowanym do systemu echolokacyjnego nietoperzy.

Inny zespół niemal zdekodował pełną sekwencję DNA muchołówki (które ma praktycznie taki sam rozmiar jak genom ludzki) – i znalazł wskazówki, że w pewnym momencie historii jej ewolucji, roślina mogła „zaimportować” geny z owadów, które pozwoliły udoskonalić mechanizm szybszego się zamykania.

Jeszcze inni badacze porównali białka i hormony znalezione w płynach trawiennych roślin mięsożernych z podobnymi cząsteczkami roślin nie-mięsożernych i stwierdzili, że najlepsza metoda zaczepna wywodzi się ze sposobów obrony. Rośliny owadożerne, twierdzą naukowcy, zyskały zdolność rozdrabniania i pochłaniania owadów przez przekształcenie substancji chemicznych, które zwykłe rośliny używają do odstraszania owadów.

Paulo Minatel Gonella i jego koledzy z Uniwersytetu w São Paulo w Brazylii poinformowali niedawno w czasopiśmie „Phytotaxa”, że zidentyfikowali spektakularne nowe gatunki rosiczki z pomocą mediów społecznościowych. Po obejrzeniu fotografii rośliny zamieszczonej przez przyrodnika-amatora na Facebooku, naukowcy udali się do określonej lokalizacji – samotnej góry w południowo-wschodniej Brazylii – i potwierdzili, że to zupełnie nowy gatunek.

Z łodygą osiągającą pięć stóp wysokości (ok. 152 cm), Drosera Magnifica spokojnie mogłaby być bohaterką filmu Little Shop of Horrors z 1986 roku (polski tytuł Krwiożercza roślina) i jest największym gatunkiem rosiczki występującym na terenie obu Ameryk. Naukowcy ostrzegają jednak, że może wkrótce wyginąć, ponieważ siedliska są niszczone pod uprawę kawy i eukaliptusa.

Wszystkie znane gatunki roślin mięsożernych (jest ich ok. 590) są pełnoprawnymi członkami królestwa Plantae. Podobnie jak inne rośliny w procesie fotosyntezy łączą cukry z wodą, dwutlenkiem węgla i światłem słonecznym. Jednakże rośliny potrzebują także składników odżywczych, takich jak azot, fosfor czy siarka, które większość gatunków pobiera z gleby. Roślinni mięsożercy najczęściej zajmują siedliska o glebie ubogiej w wymienione pierwiastki i muszą je pozyskiwać z alternatywnych źródeł. Mięso zwierząt staje się ciekawym rozwiązaniem.

– W środowiskach dobrze nasłonecznionych i wilgotnych, ale ubogich w składniki odżywcze, umiejętność chwytania ofiar może dać roślinom realną przewagę konkurencyjną – mówi Thomas Givnish, profesor botaniki na Uniwersytecie Wisconsin-Madison. Rośliny owadożerne rozwijają się na otwartych torfowiskach, w wilgotnych piaskach, przy przydrożnych kałużach, w błocie na zboczach górskich – wszędzie tam, gdzie jest jasno, wilgotno, konkurencja ze strony innych zwierząt praktycznie nie występuję, owady są „łatwowierne”, a składniki odżywcze same ograniczają rozwój roślin.

Poprzez analizę DNA naukowcy ustalili, że mięsożerność pojawiła się u roślin co najmniej dziewięć razy, a najstarsze dowody sięgają około 72 milionów lat wstecz. W tym czasie ewoluowały techniki łowieckie i sposoby trawienia ofiar, którymi są przede wszystkim owady i inne stawonogi, ale trafiają się także żaby, ryby, a nawet małe ssaki.

Niektórzy roślinni drapieżcy, np. dzbanecznik, wciągają swoje ofiary w pułapkę. Do deszczówki zebranej w kielichu dodają odrobinę kuszącego nektaru, wzbogacając mieszankę enzymami trawiennymi. – Zwabiony w ten sposób owad, ślizga się na ściankach dzbana, uprzednio odpowiednio nawilżonych, i spada w przepaść – opisuje prof. Givnish.

Być może faktycznie najwymyślniejszą pułapką posługuje się legendarna muchołówka. Dr Hedrich, biofizyk, który traktuje rośliny jako swoje „poważne hobby”, wraz z kolegami twierdzi, że działanie pułapki – zatrzaśnięcie się bardzo zmodyfikowanego liścia – opiera się na działaniu impulsu elektrycznego, co w roślinnej społeczności jest zjawiskiem niezwykle rzadkim.

Kiedy muchołówka jest głodna, jej „paszcza”, obmyta przyciągającym wzrok czerwonym pigmentem, otwiera się i odsłania włoski czuciowe. Kiedy tylko owad wyląduje i muśnie włoska, idzie pierwszy impuls. A jeśli w przeciągu następnych 30 sekund nieszczęsny użytkownik dotknie innego włoska – bach! – pułapka zatrzaskuje w jedną dziesiątą sekundy, czyli trzy razy szybciej niż mgnienie oka.

– Rzecz jasna, owad stara się uciec – kontynuuje dr Hedrich – ale z tym wiążą się jeszcze gorsze wiadomości. Desperackie ruchy wywołują jeszcze więcej impulsów, co stymuluje wytworzenie kwasu solnego, enzymów z grup pepsyn i trypsyn oraz chitynazy, by przebić egzoszkielet owada i upłynnić jego mięso. Zielone usta stają się zielonym żołądkiem, a ten z kolei stają się zielonymi jelitami. Po maksymalnie 10 dniach ofiara zostaje całkowicie strawiona – opisuje biofizyk.

Na podstawie artykułu „Plants That Are Predators” zamieszczonego na internetowej stronie dziennika „New York Times”.