Przez ciernie do liści

Przez ciernie do liści

Natalia Reznik
"Opcja Trójcy" №15 (234), 1 sierpnia 2017 r

Natalia Reznik

Kolce są potrzebne roślinom, aby nikt ich nie jadł. Przez "nikogo" rozumiemy zwykle ssaki, ale okazuje się, że kolce mogą również zakłócać owady roślinożerne. Oczywiście nie zagłębiają się w pysk gąsienicy, jednak znacznie utrudniają proces karmienia.

Jednak do niedawna badacze nie zwracali szczególnej uwagi na ciernie, byli bardziej zainteresowani innymi środkami ochrony: toksycznymi substancjami wydzielanymi przez rośliny, jak również włosami gruczołowymi i nieżelaznymi. Kilka lat temu eksperci z Uniwersytetu Pensylwanii pod kierunkiem profesora Andrew G. Stephensona badali mechanizmy odporności roślin na owady roślinożerne. Pracowali z gąsienicami jastrzębia tytoniowego Manduca sexta i Caroline Solanum Solanumcarolinense: zwykłe rośliny i inbred, uzyskane przez 10-15 pokoleń samozapylania.

Bliskie krzyżowanie wpływa na wiele cech; w roślinach wsobnych zmniejszyła również liczbę cierni. Okazało się, że gąsienice jastrzębi bardziej niszczą takie rośliny [1]. Co więcej, na rosnących łodygach psiankowatych, które żyją pod jarzmem gąsienic, powstaje więcej kolców niż na czystych roślinach, a na młodych liściach – więcej włosów.

Gąsienice, które żywią się rośliną, stale pełzają od liści do liści. Naukowcy zasugerowali, że kolce fizycznie uniemożliwiają ruch gąsienic, a tym samym chronią roślinę przed zjedzeniem. Hipotezę tę przetestowano już w szwajcarskiej Wyższej Szkole Technicznej w Zurychu, gdzie przeprowadzili się dwaj uczestnicy poprzedniego badania: Rupesh R. Kariyat i Mark C. Mescher [2].

Ryc. 1. Trzy gatunki psiankowate różnią się liczbą cierni ("TrV" nr 15 (234), 08.01.2017) ")"> Ryc. 1. Trzy typy psiankowatych różnią się liczbą kolców ("TrV" nr 15 (234), 08.01.2017) "border = 0> Ryc. 1. Trzy gatunki psiankowate różnią się liczbą cierni.

W eksperymentach wykorzystano wylęganie w laboratorium larw trzeciego wieku o tej samej wielkości. W każdym eksperymencie brały udział osoby z tego samego sprzęgła. Jako pierwszy test, gąsienice zaoferowano szybki sprint przez łodyg karolinsky psiankowate.

Naukowcy pobrali 40 zwykłych i 26 wsobnych roślin o tej samej wysokości i stadium rozwoju, ale z różną liczbą cierni na łodygach, odcięli wszystkie liście z wyjątkiem górnego i posadzili gąsienicę na ziemi u podstawy łodygi. Brazhniki podbiegły do ​​źródła pożywienia. Zgodnie z oczekiwaniami naukowców, gąsienice, które wczołgały się przez rośliny wsobne z rzadkimi cierniami, jako pierwsi ukończyli.Dotarcie do liścia zajęło im niemal połowę czasu, niż straganiarze, którzy zaatakowali zwykłą jagodę.

Ryc. 2 Czas potrzebny siedmiu gąsienicom na zjedzenie wszystkich liści na roślinie. Zdjęcie z www.quantamagazine.org ("TrV" nr 15 (234), 08.01.2017) ")"> Ryc. 2 Czas potrzebny siedmiu gąsienicom na zjedzenie wszystkich liści na roślinie. Zdjęcie z www.quantamagazine.org ("TrV" nr 15 (234), 08.01.2017) "border = 0> Ryc. 2 Czas potrzebny siedmiu gąsienicom na zjedzenie wszystkich liści na roślinie. Zdjęcie z www.quantamagazine.org

Jednakże rośliny wsobne mogą mieć inne właściwości, które wpływają na szybkość ruchu gąsienic. Aby wyeliminować ten czynnik, naukowcy odcięli część cierni w zwykłych i wsobnych roślinach. W rezultacie otrzymali kilka par nocnych zmian o podobnej liczbie i układzie kolców. Karczochy inbredowe zostały przycięte tak, aby wszystkie rośliny biorące udział w eksperymencie odniosły fizyczne obrażenia – podczas cięcia można uwolnić substancje toksyczne dla szkodników. Okazało się, że gąsienice osiągnęły cel w podobnym czasie, poruszając się wzdłuż łodyg z taką samą liczbą cierni. W rezultacie kolce naprawdę zapobiegają pełzaniu szkodników.

Ale czy przeszkadzają w karmieniu? Aby odpowiedzieć na to pytanie, naukowcy porównali czasniezbędne gąsienice do całkowitego zniszczenia liści na trzech odmianach psiankowatych: S. carolinenseniesamowicie kłująca psinka ciemnobrązowa S. Atropurpureum i prawie łysa etiopska psianka S. aethiopicum (Ryc. 1). Łazienki z tym samym apetytem rozrywają liście wszystkich trzech gatunków.

Sucha masa kolców S. atropurpureum na jednej roślinie jest to 0,144 g, w Kalifornii – 0,093 gi na etiopskim – 0,022 g. A im bardziej roślina jest kolczasta, tym dłużej gąsienice ją przegryzają (ryc. 2). Przycinanie cierni z łodyg znacznie przyspieszyło proces zjedzenia liści S. atropurpureum i S. carolinenseale nie dalej S. aethiopicum – i tak jest prawie gładko.

Ryc. 3 Ciernie na roślinie zapobiegają pełzaniu zarówno do dużych gąsienic, jak i małych. Zdjęcie strony www.quantamagazine.org ("TrV" nr 15 (234), 08.01.2017) ")"> Ryc. 3 Ciernie na roślinie zapobiegają pełzaniu zarówno do dużych gąsienic, jak i małych. Zdjęcie strony www.quantamagazine.org ("TrV" nr 15 (234), 08.01.2017) "border = 0> Ryc. 3 Ciernie na roślinie zapobiegają pełzaniu zarówno do dużych gąsienic, jak i małych. Strona ze zdjęciami www.quantamagazine.org

Naukowcy byli przekonani, że kolce są skuteczną przeszkodą antygatunkową, a im grubsze, tym bardziej niezawodna ochrona (ryc. 3). Ciemnobrązowa psiankowatość jest tak ciernista, że ​​gąsienice często z niej spadały, a naukowcy musieli ją odzyskać, aby dokończyć eksperyment.Jeśli nie zostanie to zrobione, roślina zachowa liście co najmniej dwa razy dłuższe.

Cierniste rośliny są nie tylko trudniejsze do uszkodzenia lub całkowicie obgryzione. Gąsienice, które jedzą mniej, rozwijają się wolniej, co wpływa na ich żywotność. Niedożywione szkodniki często dostają drapieżnika. Co więcej, tempo wzrostu może wpływać na procesy linienia i przepoczwarzania, a także na sukces kolejnych krycia. Więc kolce są niedocenianym urządzeniem.


1. Kariyat R. R. Balogh, C. M., R. P. Morawski De Moraes, C. M., Mescher M.C., Stephenson A.G. stanowiących i roślinożerne wywołane obronne konstrukcyjne są zagrożone przez chowu wsobnego w Solanum carolinense (Solanaceae) // Am. J. Bot. 2013. 100. R. 1014-1021. DOI: 10,3732 / ajb.1200612
2. Kariyat R., R., Hardison, S. B., De Moraes, C.M., Mescher, M.C. Roślinne kolce i zredukować skutki ograniczenia przez ruch gąsienicy // Biol. Lett. 2017. 13: 20170176. DOI: 10.1098 / rsbl.2017.0176


Like this post? Please share to your friends:

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: