Köttätande växter

Den aktuella versionen av sidan har ännu inte granskats av erfarna bidragsgivare och kan skilja sig väsentligt från versionen som granskades den 8 februari 2022; kontroller kräver 3 redigeringar .
Polyfyletisk grupp av växter

Engelsk soldagg ( Drosera anglica ) fångade tre blå trollsländor ( Enallagma cyathigerum )
namn
köttätande växter
titelstatus
inte bestämd
Förälder taxon
Växtriket ( Plantae ) _
Representanter
Se Lista över köttätande växter
Bilder på Wikimedia CommonsBilder på Wikimedia Commons

Insektsätande växter (benämningarna köttätande växter och köttätande växter används också ) är samlingsnamnet för cirka 600 växtarter från 19 familjer [1] som har anpassat sig till att fånga och smälta smådjur , främst insekter [1] . Således kompletterar de sin normala autotrofa näring ( fotosyntes ) med en av formerna av heterotrof näring. Som ett resultat är köttätande växter mindre beroende av markens oorganiska kväve för syntesen av sina egna proteiner .

Insektätare är till övervägande del fleråriga örtartade växter som finns i alla delar av världen. På CIS :s territorium finns det 18 arter från fyra släkten som tillhör två familjer: Rosyankovye och Bladderwort .

Äkta köttätande växter tros ha utvecklats oberoende i fem olika grupper av blommande växter [2] [3] .

Historisk bakgrund och studier

Insektätande växter blev kända på 1700-talet [4] . Den allra första exakta botaniska beskrivningen av Venusflugfällan ( Dionaea muscipula ) gjordes av den engelske naturforskaren John Ellis i ett brev till Carl Linnaeus 1769 . Så i detta meddelande föreslog han först att de fångade insekterna skulle tjäna som mat för växter [4] .

År 1782 beskrev den tyske läkaren Albrecht Wilhelm Roth de märkliga rörelser som görs av soldaggblad för att fånga insekter och utvecklade Ellis hypotes att sådana växter livnär sig på ryggradslösa djur .

År 1791 beskrev William Bartram i en bok om sina resor genom staterna i Nordamerika växter av släktet Sarracenia som hade kannablad för att fånga insekter. Han var den första som använde termen "köttätande växter" [4] .

I början av 1800-talet beskrevs ett antal nya släkten och arter tillhörande denna växtgrupp. Så, Peter Willem Kortals 1835 beskrev fenomenet insektsätande hos växter av släktet Nepenthes ( Nepenthes ) [5] .

Snart fanns det verk som ägnades åt en djup studie av egenskaperna hos sådana växter. År 1861 beskrev Auger de Lassu känsligheten för beröring och rörelser hos bladen hos växter av släktet Aldrovanda . År 1868 påpekade den amerikanske vetenskapsmannen William Canby först matsmältningsegenskaperna hos saften som utsöndras av körtlarna på bladen på Venus flugfälla.

Nästa steg i studiet av köttätande växter var Charles Darwins forskningsarbete som började med observationer av soldaggar 1860 [6] . Samtidigt satte Darwin upp en serie laboratorieexperiment som växte till forskning. Han studerade växternas "smaker" och sammanställde deras "meny". Darwins speciella uppmärksamhet lockades av växternas förmåga att smälta mat, deras grepprörelser, höga känslighet för beröring - det vill säga egenskaper som liknar djurens. Därefter blev dessa experiment ett seriöst vetenskapligt arbete, som inkluderade många unika observationer och djärva, men rimliga slutsatser.

Detta verk fångade Darwin så mycket att han i ett brev till Lyell erkände:

För närvarande intresserar Drosera mig mer än ursprunget till alla arter i världen [4] .

Darwin vågade länge inte publicera resultaten av sin forskning. Först 15 år senare, när de kompletterades av andra forskare, publicerade han boken "Insektätande växter" ( 1875 ) [6] . Den andra upplagan av Insectivorous Plants, med stora tillägg skrivna av hans son, kom efter Darwins död 1888 [4] .

Charles Darwins arbete markerade en vändpunkt i studiet av köttätande växter. Som K. Goebel skriver (1893),

<...> knappast någon annan gren av botaniken på senare tid har uppmärksammats av en vidare krets än de så kallade insektsätande växterna. Anledningen till detta var särskilt Darwins omfattande arbete, som gav impulser till uppkomsten av många andra verk [4] .

Detta arbete fann dock inte omedelbart erkännande bland sin tids vetenskapsmän och kritiserades hårt, i de flesta fall på grund av deras grundläggande skillnader med Darwins nya evolutionsteori . Direktören för St. Petersburgs botaniska trädgård E. Regel (1879) uttryckte åsikten att Darwins uttalande om förekomsten av insektsätande växter i naturen hör till antalet teorier,

som varje vettig botanist och naturvetare helt enkelt skulle skratta över, om den inte kom från den berömde Darwin. Vi hoppas att kallt förnuft (der kuhle Verstand) och grundlig observation av våra tyska forskare snart kommer att kasta denna teori, liksom teorierna om primär generation , partenogenes , generationsväxling , etc., i en låda med vetenskapligt skräp, som de tidigare anhängarna av sådana teorier själva minst av allt vill någonsin öppna [4] .

Men fram till nu är Darwins grundläggande arbete det största bidraget till studiet av köttätande växter.

Evolution

Data om utvecklingen av insektsätande växter är extremt få på grund av det lilla antalet fossila rester av de senare. Fossiler , av vilka de flesta representeras av frön eller pollen , har inte hittats tillräckligt. De flesta representanter för insektsätare, eftersom de är örtartade växter , saknar täta strukturer som bark eller trä , och själva fångstformationerna är förmodligen inte bevarade som fossiler .

Botanisk beskrivning

Insektätare är till övervägande del fleråriga örtartade växter, men även underbuskar och småbuskar finns .

Den största kända insektsätande växten är jättebiblis ( Byblis gigantea ), en liten (upp till en halv meter) buske från familjen Byblis , som växer i Australien . Inte bara insekter stöter på det, utan också sniglar och till och med grodor och ödlor . Nepenthes  - tropiska lianer med en lignifierad stam, växer upp till 4 m långa (vingade Nepenthes). Det finns arter av Nepenthes som lockar till sig små däggdjur med nektar och använder sina exkrementer som gödningsmedel.

De lever huvudsakligen i sumpiga ängar och träsk , i vattnet i sötvattenreservoarer. Daggdroppe ( Drosophyllum ), en underbuske upp till 30 cm hög, infödd i den torra sanden i Nordafrika och den iberiska halvön . Lokala bönder har länge använt denna växt istället för klibbigt flugpapper och hängt den inuti sina hus.

Djur används som en extra källa till fosfor , kalium och andra ämnen . Insekter fångas med hjälp av modifierade löv  - fångstorgan. Attrahera insekter genom färg, lukt eller söta sekret. På ytan av bladen finns körtlar som utsöndrar matsmältningsenzymer : pepsin och organiska syror ( myrsyra , bensoe och andra), som smälter det fångade bytet och bryter ner animaliska proteiner . Produkterna som bildas som ett resultat av sådan extracellulär nedbrytning , främst aminosyror , absorberas och assimileras [7] .

Rotsystemet hos marklevande insektsätande växter är dåligt utvecklat, hos vattenväxter är det vanligtvis reducerat . Alla sådana växter kan dock existera på grund av ämnen som absorberas från marken eller vattnet. Ytterligare näring med animalisk mat påskyndar utvecklingen av växter, främjar deras övergång till blomning och fruktsättning.

Distribution

Insektsätande växter finns i alla ekosystem där blommande växter kan växa  - från Arktis till tropikerna och från havsnivån till det alpina bältet av berg. De är kända på alla bebodda kontinenter , med en dominerande utbredning i områden med ett varmt, tempererat och tropiskt klimat.

På Rysslands och grannländernas territorium växer följande insektsätande växter i naturen:

Mekanismer och typer av fällor

Fångstmekanismer

Alla insektsätande växter kan villkorligt delas in i två grupper enligt fångstmekanismen [8] :

Typer av fällor

Växter använder fem huvudtyper av fällor för att fånga byten [8] :

Typen av fälla beror inte på om växten tillhör en viss familj.

Förlust av predation

Många växtarter kan klassificeras som protoinsectivorous eller parainsectivorous. Växter som kan extrahera de näringsämnen de behöver från insekter som fastnar på deras yta kallas protoinsectivores [9] ; dock, till skillnad från insektsätande växter, saknar de speciella fångstanordningar och har inte en attraktiv lukt och sekretoriska körtlar. Proto-insektätande är vanligt för växter med körtelformad pubescens ( gul ibicella , vissa typer av cinquefoil , pelargoner ) och klibbiga stjälkar ( tjära ). Parainsektätande växter har delvis förlorat förmågan att fånga och smälta små djur och har under evolutionens gång anpassat sig till att använda andra näringskällor. En av dessa växter är Nepenthes ampullaria , som tillsammans med attrahera, fånga och smälta leddjur , har förmågan att få näring från fallande löv från andra växter som faller i dess fångst-"kanna" [10] . Ett annat exempel är Lowes Nepenthes ( Nepenthes lowii ). Preliminära studier har visat att denna art förmodligen är anpassad till att "fånga" fågelspillning , livnära sig på dess nektar och söta sekret. Nepenthes Attenboroughii ( Nepenthes attenboroughii ), infödd i Filippinerna , syntetiserar söt nektar på locket på en kanna. Små djur älskar att frossa i denna nektar -tupai , som använder dessa kannor som toalett. En insektsätande växt får kväve och fosfor från djuravföring och producerar en ny del av attraherande nektar, vilket fullbordar cykeln [10] [11] .

Lila pemphigus ( Utricularia purpurea ) har delvis förlorat sin förmåga att fånga byten. Samtidigt utvecklade hon ett mutualistiskt förhållande som gav sina blåsor för alger och djurplankton att leva [12] [13] .

Odling

Även om olika typer av köttätande växter har olika krav på belysning, luftfuktighet och jord, delar de vissa gemensamma egenskaper.

Vattning

De flesta köttätande växter kräver regn eller annat speciellt framställt avmineraliserat vatten med en lätt sur, nästan neutral miljö ( pH ca 6,5).

Vanligt kran- eller dricksvatten innehåller mineralsalter ( särskilt kalciumsalter ), som snabbt ackumuleras i vävnader och kan förstöra växten. Detta beror på att de flesta köttätande växter växer i sura , näringsfattiga jordar och därför är extremt känsliga för överskott av kalcium och näringsämnen . Eftersom de flesta av dessa växter växer i våtmarker , är nästan alla av dem fuktälskande och torktoleranta. Även om det finns undantag, till exempel: tuberösa soldaggar, som behöver en torr (sommar) vilande period, och Lusitanian rosolith ( Drosophyllum lusitanicum ), som växer under torra förhållanden.

"Matning"

Växter som odlas utomhus kan förse sig med det nödvändiga antalet insekter. Insekter kan matas till växter för hand för att komplettera deras kost. Köttätande växter klarar dock vanligtvis inte av att smälta stora mängder mat, vilket kan ruttna i fällan, vilket i sin tur kan leda till att växten dör. Små köttätare, som vissa arter av myror [14] och spindlar [15] , dyker direkt ner i matsmältningssaften och äter bytet som fångas av växten, vilket underlättar växtens matsmältning.

En köttätande växt som inte fångar insekter dör sällan, även om dess tillväxt kan hämmas. I allmänhet är dessa växter bäst att klara sig själva. Efter vattning med kranvatten är den vanligaste orsaken till att Venus flugfällor dör den mekaniska påverkan på fällorna för att undersöka dem på nära håll och "mata" dem till exempel med ost eller andra produkter.

Belysning

De flesta köttätande växter kräver starkt ljus, och de flesta kommer att se bättre ut under dessa förhållanden, eftersom detta uppmuntrar dem att syntetisera röda och lila pigment som kallas antocyaniner . Nepenthes och Pinguicula trivs bäst i förhållanden med högt ultraviolett ljus , men för de flesta andra arter är direkt solljus acceptabelt.

Fuktighet

Köttätande växter växer huvudsakligen i träsk och kräver därför hög luftfuktighet. I liten skala kan detta uppnås genom att placera växtkrukan på en bred bricka med småsten som ständigt fuktas. Små arter av Nepenthes växer bra i stora terrarier .

Temperatur

Många köttätande växter kommer från kalla tempererade områden och kan odlas utomhus, i träsk eller i trädgårdar året runt. De flesta Sarracenia kan tolerera temperaturer under fryspunkten, trots detta är de flesta arter inhemska i sydöstra USA. Drosera och Pinguicula arter kan också tolerera lägre temperaturer. Nepenthes är arter som är tropiska, som kräver en temperaturhöjning på +20 till +30 °C för blomning.

Många sarracenia-hybrider som har fötts upp är mycket opretentiösa, i synnerhet är de ganska föga krävande för innehållet av näringsämnen i jorden. De flesta uppskattar en 3:1-blandning av Sphagnum -torv till sand (kokos är ett acceptabelt och mer miljövänligt substitut för torv). Nepenthes orkidéer kommer att växa i kompost eller ren spagnummossa.

Skadedjur

Ironiskt nog är köttätande växter själva mottagliga för angrepp av parasiter som bladlöss eller mjöllöss. Oftast kan skadedjur avlägsnas manuellt, men vid massangrepp (infestation) krävs användning av insekticider . Isopropylalkohol är en effektiv topisk insekticid, särskilt för mjölbugsangrepp. En annan bra systemisk insekticid som inte skadar själva växten är Diazinon . Här kan även läkemedel som Malathion och Acephate (Orthene) noteras. Även om insekter kan orsaka mycket skada på växten, är det viktigaste att se upp med i odlingen gråmögel ( Botrytis cinerea ), som ofta förekommer under fuktiga och varma förhållanden, särskilt på vintern. För att bekämpa mögel är ventilation och svala förhållanden för att hålla växten på vintern nödvändiga, liksom ständigt avlägsnande av döda och fallna löv. Som en sista utväg bör fungicider användas .

Nybörjarträdgårdsmästare kan rekommendera arter som kommer från förhållanden med ett måttligt svalt klimat, i växthusförhållanden (minst 5 ° C på vintern, maximalt +25 ° C på sommaren) kommer sådana växter att må bra i breda brickor med regn eller försurat vatten på sommaren , och under förhållanden med fuktig luft på vintern.

Venusflugfällan kan leva under dessa förhållanden, men den är faktiskt ganska svår att odla: trots god skötsel utsätts den ofta för gråmögelangrepp på vintern, även om den är väl ventilerad.

Några av de lågländska Nepenthes växer mycket snabbt under relativt konstant varma och fuktiga förhållanden.

Anteckningar

  1. ↑ 1 2 McPherson, S. R. 2009. Pitcher Plants of the Old World . Redfern Natural History Productions Ltd., Poole.
  2. ↑ Albert, VA, Williams, SE och Chase, MW Köttätande växter: Phylogeny and structural evolution  // Science  :  journal. - 1992. - Vol. 257 . - S. 1491-1495 . - doi : 10.1126/science.1523408 . — PMID 1523408 .
  3. ↑ Ellison, AM, och Gotelli, NJ Energetik och evolutionen av köttätande växter - Darwins "mest underbara växter i världen"  //  Journal of Experimental Botany  : journal. - Oxford University Press , 2009. - Vol. 60 . - S. 19-42 . doi : 10.1093 / jxb/ern179 . — PMID 19213724 .
  4. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 Darwin C. Insektätande växter / N. G. Kholodny. - M. - L .: Sovjetunionens vetenskapsakademi, 1948. - T. 7.
  5. ↑ Nepenthes (otillgänglig länk) . Datum för åtkomst: 25 december 2009. Arkiverad från originalet 17 december 2009. 
  6. ↑ 12 Darwin Ch . insektsätande växter . London: John Murray  , 1875. Arkiverad kopia (länk ej tillgänglig) . Hämtad 14 september 2009. Arkiverad från originalet 23 oktober 2006. 
  7. ↑ Vent F. I växtvärlden / Per. från engelska. - M. , 1972. - S. 149-150.
  8. ↑ 1 2 Williams, SE 2002. Comparative physiology of the Droseraceae sensu stricto  - Hur böjer sig tentakler och fäller sig? Proceedings of the 4th International Carnivorous Plant Society Conference. Tokyo, Japan. pp. 77-81.
  9. ↑ Spomer GG Bevis på protocarnivorous kapacitet i Geranium viscosissimum och Potentila arguta och andra klibbiga växter. // Int. J. Plant Science . - 1999. - Vol. 160. - Nr 1. - P. 98-101.
  10. ↑ 12 Clarke , 2001
  11. ↑ Clarke, 1997
  12. ↑ Clarke et al. , 2009
  13. ↑ Fountain, 2009
  14. ↑ Union med myror // Naturens 1000 underverk. - Reader's Digest , 2007. - P. 277. - ISBN 5-89355-027-7 .
  15. ↑ Akimushkin I. I. "Full, full av mirakel trollkvinnan-naturen" // Animal World: Insects. Spindlar. Husdjur . - 4:e uppl. - M . : Tanke, 1995. - S.  259 . — 462[2] sid. - ISBN 5-244-00806-4 .
  16. ↑ Gul flugsnappare (Sarracenia flava)

Litteratur

Länkar

  Gå till Wikidata-objektet  Ordböcker och uppslagsverk