Dzbaneczki, rosiczki, muchówki... - rośliny zabójcy

Szczegóły

Kategoria: Ekologia i środowisko

W przyrodzie występuje kilkanaście gatunków roślin, które wabią i unicestwiają swój pokarm. Mowa tu o roślinach owadożernych (mięsożernych), które wykazują zdolności drapieżców. To rośliny specyficzne w swojej budowie i funkcjonowaniu, różniące się znacznie od innych przedstawicieli tego królestwa. Ich niezwykłe zdolności polegają na odbieraniu bodźców poprzez specjalne elementy strukturalne oraz o generowaniu specyficznego potencjału czynnościowego (AP), będącego wykonawcą „dziwacznych zachowań” tychże roślin.

Dzbaneczniki, muchołówki, rosiczki, bromelie, muchówki, aldrowanda to tylko niektóre z roślin mięsożernych, które łączy ten sam system „informacyjny”. Stanowią niezwykły fenomen w świecie roślin, gdyż wbrew swojej roślinnej naturze odżywiają się pokarmem zwierzęcym: owadami i pajęczakami, ale też skorupiakami i niektórymi małymi zwierzętami. Od niedawna rośliny te dostępne są jako przedmiot handlu i cie­szą się dużą popularnością nawet w hodowlach domowych.

Rekordzistą szybkości ruchu wśród roślin mięsożernych jest pływacz. Klapka pułapki pływacza otwiera się z prędkością 1/160 sekundy będąc jednocześnie jednym z najszybszych ruchów w całym królestwie roślin.

Mięsożerność w świecie roślin stanowi ciekawy przykład zdolności adaptacyjnych. Brak łatwo dostępnych składników mineralnych w środowisku naturalnym spowodował, że w toku ewolucji rośliny te wykształciły szereg mechanizmów umożliwiających im zdobywanie pierwiastków biogennych w sposób alternatywny do pobierania ich z roztworu glebowego. Wyniki badań prowadzonych od ponad 100 lat wskazują, że rośliny mięsożerne absorbują z ciał złapanych ofiar nie tylko azot, ale również m.in. fosfor i węgiel. Przyswajanie składników mineralnych jest możliwe dzięki obecności w pułapkach cieczy trawiennej, zawierającej enzymy odpowiadające za degradację białek, kwasów nukleinowych, cukrów, a nawet lipidów.

W celu zwabienia, schwytania i strawienia ofiar zwierzęcych rośliny mięsożerne wykształciły bardzo różnorodne powabnie oraz skomplikowane aparaty chwytne i trawienne. Ofiary są wabione przez:

• Miodniki pozakwiatowe (muchołówka, kapturnica, heliamfora, dzbanecznik, darlingtonia, cefalotus).
• Słodkie, lśniące, „obiecujące” krople na liściach roślin lądowych (rosiczka, rosolistnik, byblis, tłustosz).
• Słodki śluz na włoskach roślin wodnych (pływacz, aldrowanda, żenlisea).

Ciekawe jest to, że rośliny mięsożerne chwytające owady, zmuszone są zwykle do korzystania z usług tychże owadów jako zapylaczy. Ich kwiaty lub kwiatostany są okazałe, wabią owady nektarem, wonią lub intensywną barwą, ale nigdy nie chwytają owadów. Tę funkcję pełnią wyłącznie zmodyfikowane liście. Istotne w budowie roślin mięsożernych stało się oddzielenie przestrzenne kwiatów i urządzeń chwytnych tak, by te ostatnie nie zagrażały zapylaczom. Typy urządzeń chwytnych u roślin „zabójców” to:

• Wydzielające lepki śluz (adhezyjne), działające biernie (byblis, rosolistnik).
• Wydzielające lepki śluz (adhezyjne), działające czynnie (tłustosz, rosiczka).
• Działające na wzór wilczych dołów lub więcierz, czyli pułapek, do których ofiara wpada, ześlizgując się najczęściej z dużej wysokości (kapturnica, darlingtonia, heliamfora, dzbanecznik, cefalotus, żenlisea).
• Skonstruowane w postaci dwóch szybko zamykających się klapek (muchówka, aldrowanda).
• Działające jak pułapka na myszy z klapką otwieraną tylko do wnętrza (pływacz).

Trzeba zaznaczyć, że podobieństwa w budowie niektórych urządzeń chwytnych są wynikiem konwergencji. Konwergencja w przypadku roślin mięsożernych wynika z ostrej selekcji w warunkach stresowych (np. skrajne ubóstwo podłoża).

Wybrane gatunki mięsożernych

Rośliny mięsożerne są grupą bardzo zróżnicowaną. Występują w niemal wszystkich strefach klimatyczno-roślinnych, na siedliskach różnego typu, choć najczęściej w miejscach wilgotnych. Różnią się zatem istotnie wymaganiami ekologicznymi, a różnice dotyczą nie tylko poszczególnych rodzajów, lecz także gatunków w obrębie tego samego rodzaju.

Przykładowo liście portugalskiego rosolistnika cechuje tak wielka lepkość, że zawiesza się je w pomieszczeniach jako naturalne muchołapki. Jego skuteczność wynosi ponad 200 much.

Na całym świecie żyje ok. 650 gatunków takich roślin.  W Polsce występuje 13  odmieńców, należących do czterech rodzajów: rosiczka – na torfowiskach, tłustosz – w źródliskach, pływacz oraz aldrowanda – w zbiornikach wodnych oraz bagnach.

Rosiczka to przykład rośliny mięsożernej. Rodzaj ten obejmuje 185 gatunków roślin, które występują niemal na całej Ziemi. Bez względu na siedlisko, w którym występuje, każda rosiczka wyposażona jest w mechanizm chwytania zdobyczy. Gdy owad znajdzie się na liściu, jego odnóża generują potencjały czynnościowe we włoskach czuciowych rośliny. Włoski na liściach rosiczki to nie tylko mechanoreceptory. Stanowią one jednocześnie gruczoły produkujące kleistą, słodką wydzielinę. Jest to niebywale skuteczny wabik, wyeksponowany jako połyskujące w słońcu krople znajdujące się na szczytach włosków o czer­wonym zabarwieniu.

Surowiec ten stanowi śmiercionośną broń, gdyż ofiara starając się odkleić od liścia, wytwarza serię bodźców. Sygnały zamiast uwolnić owada powodują, że włoski przyciskają jego ciało do blaszki liściowej w przeciągu 1 minuty. Tyle czasu wystarczy by ofiara została unieruchomiona i mogła zostać otulona całą powierzchnią liścia-pułapki w ciągu najbliż­szych 3 godzin. Ostatnim etapem, jest strawienie posiłku. W skład soku trawiennego wchodzi przede wszystkim kwas mrówkowy, który dokonuje rozpulchnienia ciała owada. W następstwie nadtrawienia uwalniane są białka. A to z kolei powoduje wytwarzanie przez roślinę enzymów proteolitycznych, rozkładających wspomniane składniki odżywcze. Ostatecznie cia­ło ofiary zamienia się w płyn bogaty w elementy pokarmowe, który z łatwością wchłaniany jest przez tkanki zabójcy. Pozostałości, np. chitynowy pancerzyk, usuwane są przez wiatr lub wodę desz­czową po otwarciu liścia, które następuje w przeciągu 24 godzin.

Jeśli chodzi o dzbaneczniki, to każdy z 90 istniejących gatunków posiada wspólną cechę charakterystyczną dla wszystkich dzbaneczników - zmodyfikowany liść-pułapkę w postaci przypominającej dzba­nek z wieczkiem. Schemat budowy dzbaneczników jest podobny. U góry dzbanka znajduje się wytwór zwany kołnierzykiem. Obrzeże to jest bogate w komórki sekrecyjne, które wytwarzają związki, będące przynętą dla owadów. Zwa­biony osobnik siada na kołnierzyku w celu spożycia substancji, która okazuje się być na tyle śliską, że owad wpada prosto do dzbanka. Niestety, nie ma szans na wydostanie się, gdyż liść wypełniony jest sokiem trawiennym, który powoli rozkłada ciało owada, uwalniając azotany i inne związki odżywcze potrzebne roślinie do życia.

Największy dzbanecznik ma dzbanki długości ponad 100 centymetrów mieszczące ponad 3 litry cieczy trawiennej. Upolowany szczur lub mały ptak nie mają w starciu z tą rośliną żadnych szans na przeżycie.

Groźna muchołówka już w XIX w. była opisywana, jako roślina posiadająca liście zupełnie inne niż wszystkie poznane do tamtej pory. Liść-pułapka, jak go wówczas określono, ma zdolność zamykania w momencie, gdy owad znajdzie się na jego powierzchni. O zamykaniu liścia muchołówki decyduje złożony sys­tem odbioru bodźców docierających z powierzchni blaszki liściowej oraz specjalnie przystosowane elementy budowy. Im prędzej i z większą siłą nastąpi zgięcie włoska czuciowego, tym szybciej dojdzie do osiągnięcia progu pobudzenia. Próg pobudzenia to taka wartość bodźca, która pozwala na wywołanie efektu. Jeśli bodziec jest wystarczający, pułapka obezwładnia ofiarę w 0,2 sekundy. Każdy liść, zanim przestanie pełnić swoją funkcję, może przeprowadzić trawienie tylko 2 do 4 razy.

Podobną strategię obchodzenia się ze zdobyczą zaobserwowano u aldrowandy, której środowiskiem życia są słodkie wody stojące. W takich warunkach, ta niepozorna roślina prowadzi „polowanie” poprzez mechanizm bardzo podobny do systemu opisanego u muchołówki. Jednak aldrowanda wymaga jedynie podrażnienia pojedynczego włoska czuciowego, aby potencjał czynnościowy rozprzestrzenił się po całym liściu i doprowadził do jego zamknięcia. Istnieją ujemne efekty takiej wrażliwości, roślina bowiem reaguje nieselektywnie na docierające bodźce. Zamy­kanie liści może nastąpić na skutek przypadkowych podrażnień. Na szczęście zdarza się to nieczęsto w spokojnym środowisku wód stojących.

Przykłady roślin owadożernych można by mnożyć, jednak mechanizm odpowiadający za chwytanie ofiary jest podobny we wszystkich gatunkach, dlatego nie ma potrzeby prezentować wszystkich. Istotne jest aby uchwycić ten niezwykły fenomen w świecie roślin, jakim są rośliny mięsożerne. Z jednej strony „zabójcy”, a z drugiej niezwykle piękne rośliny, coraz częściej wykorzystywane w hodowli. Wprawdzie nie są łatwe w uprawie, ale stosując się do kilku zasad pielęgnacji, można uzyskać dobre efekty.

Warto podkreślić, że rośliny mięsożerne nie są niebezpieczne dla ludzi. Wprawdzie niektóre zawierają substancje aktywne, które mogą zaszkodzić, jednak roślin tych z reguły nie jemy. Co do ochrony to wszystkie rośliny tego gatunku są pod ścisłą ochroną. Żyją bowiem w bardzo specyficznych środowiskach, których ilość sukcesywnie się zmniejsza (głównie przez osuszanie bagien).

Oprac. Aleksandra Szymańska

Źródła:

• I. Kołodziejczyk, T. Kopczewski, S. Frasiński, Jak zabijają rośliny?, [w:] „Ekonatura” 2015 nr 2
• U. Krasuska, A. Glinka, A. Gniazdowska, Menu roślin mięsożernych, [w:] „Kosmos. Problemy nauk biologicznych”, 2012 nr 4, s. 635-646
• Z. Podbielkowski, B. Sudnik-Wójcikowska, Rośliny mięsożerne – zwane też owadożernymi, Warszawa 2003
• Z. Podbielkowski, Rośliny owadożerne, Warszawa 1961