Lepkość to broń, której niektóre rośliny używają do odparcia głodnych owadów Warstwa piasku tworzy skuteczną zbroję. Erica LoPrestiego, CC BY-SA

Wyobraź sobie teksturę rośliny. Wiele może przyjść na myśl – gładka gumowatość wielu tropikalnych roślin doniczkowych, niemożliwie miękkie ucho jagnięce, ostre kolce kaktusów lub szorstkość kory drzewa. Ale lepkość, w sensie przyklejania się do palców, prawdopodobnie nie jest na szczycie twojej listy.

Niemniej jednak bardzo wielu rośliny wyewoluowały lepkie liście, łodygi i nasiona, w tym niektóre, które prawdopodobnie znasz – takie jak petunie i tytoń.

W biologii ewolucyjnej cecha, która ewoluowała wielokrotnie, jest interesująca, ponieważ sugeruje, że ta cecha w kółko przynosi pewne korzyści. Podczas gdy ludzie zauważali i dyskutowali o tej dziwnej właściwości przez wiele lat, biolodzy tacy jak ja w końcu zaczynają rozumieć, do czego służy lepkość – i dlaczego tak wiele roślin ją ma.

Piasek i lepkość

Rośliny lepkie są szeroko rozpowszechnione. Występują w obszarach umiarkowanych i tropikalnych, w miejscach wilgotnych i suchych oraz w lasach, na polach i wydmach. W każdym z tych środowisk lepkość działa nieco inaczej.


wewnętrzna grafika subskrypcji


Naturalnie pociągają mnie wydmy, czy to na suchych pustyniach, czy wzdłuż pięknych wybrzeży, a lepkość ma kilka interesujących funkcji dla roślin w tych miejscach. Przemieszczający się piasek stanowi wyzwanie dla roślin – piaskowe wiatry, potencjalne zakopywanie i brak retencji wody to tylko kilka z nich.

Co ciekawe, setki gatunki roślin na wydmach wykształciły lepkie powierzchnie, co sugeruje użyteczność w tym siedlisku. Wiatr wiejący piasek pokrywa te lepkie powierzchnie – zjawisko znane jako psammophory, co po grecku oznacza „niosący piasek”. Chociaż piaskowa powłoka może ograniczać dostęp światła do powierzchni roślin, prawdopodobnie chroni również rośliny przed ścieraniem i odbija światło, obniżając temperaturę liści. Chroni również rośliny przed głodnymi drapieżnikami.

Kilka lat temu moi koledzy i ja studiował żółty piasek werbeny (Abronia szerokolistna) rośliny w przybrzeżnej Kalifornii. Gdy delikatnie usunęliśmy piasek z liści i łodyg, te liście i łodygi zostały zjedzone przez głodne ślimaki, gąsienice i inne zwierzęta roślinożerne dwukrotnie szybciej niż nienaruszone przez piasek liście i łodygi.

Lepkość to broń, której niektóre rośliny używają do odparcia głodnych owadów Liście pokryte kolorowym piaskiem, aby sprawdzić, czy kamuflaż jest czynnikiem. Erica LoPrestiego, CC BY-SA

Zastanawialiśmy się, czy piasek nie chroni roślin, kamuflując je. W drugim eksperymencie starannie wyczyściliśmy i ponownie pokryliśmy kilka liści werbeny zabarwionym piaskiem, który nie pasował do tła. Okazało się, że kolor piasku nie ma znaczenia – drapieżniki zjadały pokryte piaskiem liście w tym samym tempie, niezależnie od tego, czy wtopiły się w ich tło, czy nie – pokazywanie piasku chroni rośliny jako fizyczna bariera, a nie jako kamuflaż.

Ścieranie aparatów gębowych

Ten wynik ma intuicyjny sens – w końcu kto chce zjeść coś pokrytego piaskiem, nawet jeśli jest pożywne? Jednak przez lata zauważyłem, że wiele owadów roślinożernych rzeczywiście żywi się piaszczystymi liśćmi. Zaczęłam się zastanawiać, jaki wpływ może na nie mieć piasek, więc przeprowadziliśmy serię prostych eksperymentów.

Lepkość to broń, której niektóre rośliny używają do odparcia głodnych owadów Żuchwa gąsienicy jedzącej czyste liście (po lewej), w przeciwieństwie do żuchwy gąsienicy jedzącej liście pokryte piaskiem (po prawej). Erica LoPrestiego, CC BY-SA

Kiedy daliśmy gąsienicom wybór między jedzeniem roślin bez piasku a roślinami pokrytymi piaskiem, w przeważającej mierze zdecydowali się jeść rośliny bez piasku. Kiedy nie daliśmy gąsienicom wyboru – jedna grupa dostała tylko piaszczyste liście, a druga czyste liście – zaobserwowaliśmy, że żuchwy, czyli narządy gębowe piaskowych zjadaczy są wyraźnie zużyte.

Lepkość to broń, której niektóre rośliny używają do odparcia głodnych owadów Zawartość jelit w liściach pokrytych piaskiem karmionych gąsienicą. Zwróć uwagę na wiele obecnych ziaren piasku. Erica LoPrestiego, CC BY-SA

Gąsienice żywiące się piaskiem również rosły o 10% wolniej niż te żywione niepiaszczystymi liśćmi, podejrzewamy, że po części dlatego, że połykały trochę piasku.

Lepkie nasiona

Na obszarach piaszczystych często można znaleźć nasiona, które po zwilżeniu stają się lepkie. Takie nasiona są pokryte śluzem, czyli prostymi węglowodanami, które w obecności wody stają się lepkim bałaganem. Nawet po wyschnięciu mogą ponownie stać się lepkie, praktycznie w nieskończoność. Być może znasz to zjawisko w nasionach chia – to śluz nadaje budyńowi chia charakterystyczną konsystencję.

Kiedy nasienie pokryte śluzem wpadnie do piasku, zostanie zwilżone przez opady deszczu lub rosę, a następnie wyschnie, pokrywa się grubą warstwą piasku. Ta dodatkowa waga utrudnia mrówkom stolarzom przenoszenie nasion z powrotem do gniazd w celu ich skonsumowania.

Pokazaliśmy to, tworząc stacje żywienia, w których mogliśmy mierzyć szybkość usuwania nasion zasypanych piaskiem i nasion nagich. W prawie wszystkich 53 gatunkach roślin, które przetestowaliśmy, piaszczyste nasiona były usuwane znacznie wolniej niż nagie nasiona.

Podczas gdy lepkość roślin na terenach piaszczystych tworzy barierę dla roślinożerców, w innych siedliskach działa inaczej. Na przykład niektóre rośliny mięsożerne wykorzystują lepkość do chwytania zdobyczy.

Każdy kawałek rośliny kształtuje się przez miliony lat, gdy musi stawić czoła wyzwaniom otaczającego ją świata, pozostając zakorzenionym w jednym miejscu. Lepkość jest jedną z tysięcy strategii, na które natknęły się rośliny, aby przetrwać atak głodnych zwierząt w przyrodzie.

O autorze

Eric LoPresti, adiunkt biologii roślin, ekologii i ewolucji, Oklahoma State University

Artykuł został opublikowany ponownie Konwersacje na licencji Creative Commons. Przeczytać oryginalny artykuł.

ING