Masožravé rostliny

Aktuální verze stránky ještě nebyla zkontrolována zkušenými přispěvateli a může se výrazně lišit od verze recenzované 8. února 2022; kontroly vyžadují 3 úpravy .
Polyfyletická skupina rostlin

rosnatka anglická ( Drosera anglica ) uvěznila tři modré vážky ( Enallagma cyathigerum )
název
masožravé rostliny
stav titulu
není určeno
Rodičovský taxon
Rostlinná říše ( Plantae )
zástupci
Viz seznam masožravých rostlin
Obrázky na Wikimedia CommonsObrázky na Wikimedia Commons

Hmyzožravé rostliny (používají se i termíny masožravé rostliny a masožravé rostliny ) je souhrnný název pro asi 600 druhů rostlin z 19 čeledí [1] , které se přizpůsobily chytání a trávení drobných živočichů , především hmyzu [1] . Doplňují tak svou normální autotrofní výživu ( fotosyntézu ) některou z forem heterotrofní výživy. Výsledkem je, že masožravé rostliny jsou při syntéze vlastních bílkovin méně závislé na půdním anorganickém dusíku .

Hmyzožravci jsou převážně vytrvalé bylinné rostliny vyskytující se ve všech částech světa. Na území SNS existuje 18 druhů ze čtyř rodů patřících do dvou čeledí: Rosyankovye a Bladderwort .

Věří se, že skutečné masožravé rostliny se vyvinuly nezávisle v pěti různých skupinách kvetoucích rostlin [2] [3] .

Historické pozadí a studie

Hmyzožravé rostliny se staly známými v 18. století [4] . Vůbec první přesný botanický popis mucholapky Venušiny ( Dionaea muscipula ) učinil anglický přírodovědec John Ellis v dopise Carlu Linnému v roce 1769 . V této zprávě tedy nejprve navrhl, aby chycený hmyz sloužil jako potrava pro rostliny [4] .

Německý lékař Albrecht Wilhelm Roth v roce 1782 popsal zvláštní pohyby listů rosnatky při chytání hmyzu a rozvinul Ellisovu hypotézu, že se takové rostliny živí bezobratlí .

V roce 1791 William Bartram v knize o svých cestách po státech Severní Ameriky popsal rostliny rodu Sarracenia , které měly listy džbánu pro chytání hmyzu. Jako první použil termín „masožravé rostliny“ [4] .

Na počátku 19. století byla popsána řada nových rodů a druhů patřících do této skupiny rostlin. Peter Willem Kortals tedy v roce 1835 popsal fenomén hmyzožravosti u rostlin rodu Nepenthes ( Nepenthes ) [5] .

Brzy se objevily práce věnované hlubokému studiu vlastností takových rostlin. V roce 1861 Auger de Lassu popsal citlivost na dotek a pohyby listů rostlin rodu Aldrovanda . V roce 1868 americký vědec William Canby poprvé poukázal na trávicí vlastnosti šťávy vylučované žlázami na listech mucholapky Venuše.

Dalším krokem ve studiu masožravých rostlin byla výzkumná práce Charlese Darwina , která začala pozorováním rosnatek v roce 1860 [6] . Ve stejné době Darwin připravil řadu laboratorních experimentů, které přerostly ve výzkum. Studoval „chutě“ rostlin a sestavoval jejich „jídelníček“. Darwinovu zvláštní pozornost přitahovala schopnost rostlin trávit potravu, jejich uchopovací pohyby, vysoká citlivost na dotek – tedy vlastnosti podobné těm u zvířat. Následně se tyto experimenty staly seriózní vědeckou prací, která zahrnovala mnoho jedinečných pozorování a odvážných, ale rozumných závěrů.

Tato práce zaujala Darwina natolik, že v dopise Lyellovi přiznal:

V současnosti mě Drosera zajímá více než původ všech druhů na světě [4] .

Darwin se dlouho neodvážil výsledky svého výzkumu zveřejnit. Až o 15 let později, když je doplnili další badatelé, vydal knihu „Insectivorous Plants“ ( 1875 ) [6] . Druhé vydání Insectivorous Plants, s velkými dodatky napsanými jeho synem, se objevilo po Darwinově smrti v roce 1888 [4] .

Práce Charlese Darwina znamenala zlom ve studiu masožravých rostlin. Jak píše K. Goebel (1893),

<...> sotva nějaké jiné odvětví botaniky v poslední době přitahuje pozornost širšího okruhu než tzv. hmyzožravé rostliny. Důvodem bylo zejména rozsáhlé Darwinovo dílo, které dalo podnět ke vzniku řady dalších děl [4] .

Tato práce však okamžitě nenašla uznání mezi vědci své doby a byla ostře kritizována, ve většině případů kvůli jejich zásadním rozdílům s Darwinovou novou evoluční teorií . Ředitel Petrohradské botanické zahrady E. Regel (1879) vyjádřil názor, že Darwinův výrok o existenci hmyzožravých rostlin v přírodě patří do řady teorií,

nad kterým by se každý příčetný botanik a přírodovědec jednoduše zasmál, kdyby nepocházel od slavného Darwina. Doufáme, že chladný rozum (der kuhle Verstand) a důkladné pozorování našimi německými badateli brzy zahodí tuto teorii, stejně jako teorie primární generace , partenogeneze , střídání generací atd., do krabice vědeckého odpadu, kterou bývalí následovníci z takových teorií samy o sobě nejméně ze všech chtějí vůbec otevřít [4] .

Až dosud je však Darwinova zásadní práce největším přínosem pro studium masožravých rostlin.

Evoluce

Údaje o vývoji hmyzožravých rostlin jsou extrémně vzácné kvůli malému počtu fosilních pozůstatků hmyzožravých rostlin. Fosilií , z nichž většinu představují semena nebo pyl , nebylo nalezeno dostatek. Většina zástupců hmyzožravců, které jsou bylinnými rostlinami , postrádá husté struktury, jako je kůra nebo dřevo , a samotné lapací formace pravděpodobně nejsou zachovány jako fosilie .

Botanický popis

Hmyzožravci jsou převážně vytrvalé bylinné rostliny, ale vyskytují se i podkeře a malé keře .

Největší známou hmyzožravou rostlinou je biblis obrovský ( Byblis gigantea ), malý (až půlmetrový) keř z čeledi Byblis rostoucí v Austrálii . Narazí v ní nejen hmyz, ale i šneci a dokonce žáby a ještěrky . Nepenthes  - tropické liány s lignifikovanou lodyhou, dorůstají délky až 4 m (nepenthes křídlatý). Existují druhy Nepenthes, které lákají drobné savce nektarem a jejich exkrementy využívají jako hnojivo.

Žijí především na bažinatých loukách a bažinách , ve vodách sladkovodních nádrží. Kapka rosy ( Drosophyllum ), podkeř vysoký až 30 cm, původem ze suchých písků severní Afriky a Pyrenejského poloostrova . Místní farmáři tuto rostlinu již dlouho používají místo lepivého papíru na mouchy a věší ji uvnitř svých domů.

Živočichové se využívají jako doplňkový zdroj fosforu , draslíku a dalších prvků . Hmyz se chytá pomocí upravených listů  – odchytových orgánů. Přitahujte hmyz barvou, vůní nebo sladkými sekrety. Na povrchu listů jsou žlázky , které vylučují trávicí enzymy : pepsin a organické kyseliny ( mravenčí , benzoová a další), které tráví ulovenou kořist a rozkládají živočišné bílkoviny . Produkty vzniklé v důsledku takového extracelulárního trávení , zejména aminokyseliny , jsou absorbovány a asimilovány [7] .

Kořenový systém u suchozemských hmyzožravých rostlin je málo vyvinutý, u vodních rostlin bývá redukovaný . Všechny takové rostliny však mohou existovat díky látkám absorbovaným z půdy nebo vody. Doplňková výživa živočišnou potravou urychluje vývoj rostlin, podporuje jejich přechod ke kvetení a plodnosti.

Distribuce

Hmyzožravé rostliny se vyskytují ve všech ekosystémech , kde mohou růst kvetoucí rostliny  – od Arktidy po tropy a od hladiny moře po alpský pás hor. Jsou známé na všech obydlených kontinentech , s převládajícím rozšířením v oblastech s teplým, mírným a tropickým klimatem.

Na území Ruska a sousedních zemí rostou ve volné přírodě tyto hmyzožravé rostliny:

Mechanismy a typy pastí

Záchytné mechanismy

Všechny hmyzožravé rostliny lze podmíněně rozdělit do dvou skupin podle mechanismu chytání [8] :

Typy pastí

Rostliny používají k chytání kořisti pět hlavních typů pastí [8] :

Typ pasti nezávisí na tom, zda rostlina patří do konkrétní čeledi.

Ztráta predace

Mnoho rostlinných druhů lze klasifikovat jako protohmyzožravé nebo parahmyzožravé. Rostliny, které dokážou získat živiny, které potřebují z hmyzu ulpívajícího na jejich povrchu, se nazývají protoinsektivoři [9] ; na rozdíl od hmyzožravých rostlin jim však chybí speciální lapací zařízení a nemají atraktivní pach a sekreční žlázy. Prahmyzožravost je běžná u rostlin se žláznatým dospíváním ( žlutá ibicella , některé druhy mochna , pelargonie ) a lepkavými stonky ( decht ). Parahmyzožravé rostliny částečně ztratily schopnost chytat a trávit drobné živočichy a v průběhu evoluce se přizpůsobily využívání jiných zdrojů živin. Jednou z těchto rostlin je Nepenthes ampullaria , která spolu s přitahováním, chytáním a trávením členovců má schopnost získávat živiny z padajících listů jiných rostlin, které spadnou do jejího lapacího „džbánu“ [10] . Dalším příkladem je láčkovka Loweova ( Nepenthes lowii ). Předběžné studie ukázaly, že tento druh je pravděpodobně přizpůsoben k „chytání“ ptačího trusu , krmení jeho nektarem a sladkými sekrety. Nepenthes Attenboroughii ( Nepenthes attenboroughii ), původem z Filipín , syntetizuje sladký nektar na víku džbánu. Na tomto nektaru - tupai si rádi pochutnávají malá zvířata , která tyto džbány používají jako záchod. Hmyzožravá rostlina přijímá dusík a fosfor ze zvířecích výkalů a produkuje novou část přitahujícího nektaru, čímž je cyklus dokončen [10] [11] .

Fialový pemfigus ( Utricularia purpurea ) částečně ztratil schopnost ulovit kořist. Současně si rozvinula vzájemný vztah a poskytla své vezikuly řasám a zooplanktonu k osídlení [12] [13] .

Kultivace

Přestože mají různé druhy masožravých rostlin různé požadavky na osvětlení, vlhkost vzduchu a půdu, sdílejí některé společné znaky.

Zalévání

Většina masožravých rostlin vyžaduje déšť nebo jinou speciálně upravenou demineralizovanou vodu s mírně kyselým, téměř neutrálním prostředím ( pH asi 6,5).

Obyčejná kohoutková nebo pitná voda obsahuje minerální soli (zejména vápenaté soli ), které se rychle hromadí v tkáních a mohou rostlinu zničit. Je to proto, že většina masožravých rostlin roste v kyselých půdách chudých na živiny, a jsou proto extrémně citlivé na přebytek vápníku a přetížení živinami . Protože většina těchto rostlin roste v mokřadech , téměř všechny jsou vlhkomilné a odolné vůči suchu. I když existují výjimky, např.: rosnatky hlíznaté, které potřebují suché (letní) období vegetačního klidu, a rosolit lusitánský ( Drosophyllum lusitanicum ), který roste v suchu.

"Krmení"

Rostliny pěstované venku jsou schopny zajistit si potřebné množství hmyzu. Hmyz lze krmit rostliny ručně, aby doplnil jejich stravu. Masožravé rostliny však obvykle nedokážou strávit velké množství potravy, která může v pasti hnít, což může následně vést k úhynu rostliny. Malí masožravci, jako jsou některé druhy mravenců [14] a pavouci [15] , se ponoří přímo do trávicí šťávy a sežerou rostlinou ulovenou kořist, čímž rostlině usnadní trávení.

Masožravá rostlina, která nechytá hmyz, zřídka uhyne, i když její růst může být zpomalen. Obecně je nejlepší ponechat tyto rostliny samy za sebe. Po zalití vodou z vodovodu je nejčastější příčinou úhynu mucholapky Venuše mechanické působení na pasti za účelem jejich prozkoumání zblízka a „nakrmení“ například sýrem nebo jinými produkty.

Osvětlení

Většina masožravých rostlin vyžaduje jasné světlo a většina bude za těchto podmínek vypadat lépe, protože je to povzbudí k syntéze červených a fialových pigmentů nazývaných antokyany . Nepenthes a Pinguicula prospívají nejlépe v podmínkách vysokého ultrafialového světla , nicméně pro většinu ostatních druhů je přijatelné přímé sluneční světlo.

Vlhkost

Masožravé rostliny rostou především v bažinách, a proto vyžadují vysokou vlhkost. V malém měřítku toho lze dosáhnout umístěním květináče na široký podnos z oblázků, které jsou neustále navlhčeny. Malé druhy Nepenthes dobře rostou ve velkých teráriích .

Teplota

Mnoho masožravých rostlin pochází z chladných mírných oblastí a lze je pěstovat venku, v bažinách nebo na zahradách po celý rok. Většina Sarracenia snese teploty pod bodem mrazu, navzdory tomu většina druhů pochází z jihovýchodu Spojených států. Druhy Drosera a Pinguicula snesou i nižší teploty. Nepenthes jsou tropické druhy, které ke kvetení vyžadují zvýšení teploty o +20 až +30 °C.

Mnoho hybridů sarracenií, které se podařilo vyšlechtit, je velmi nenáročných, zejména jsou poměrně nenáročné na obsah živin v půdě. Většina ocení směs rašeliny a písku v poměru 3:1 ( kokos je přijatelnou a ekologičtější náhradou rašeliny). Nepenthes orchideje porostou v kompostu nebo čistém rašeliníku.

Škůdci

Je ironií, že samotné masožravé rostliny jsou náchylné k napadení parazity, jako jsou mšice nebo moučníci. Nejčastěji lze škůdce odstranit ručně, v případě hromadného napadení (zamoření) je však nutné použití insekticidů . Isopropylalkohol je účinný topický insekticid, zejména pro napadení moučnými hmyzem. Dalším dobrým systémovým insekticidem, který nepoškozuje samotnou rostlinu, je Diazinon . Zde lze také zaznamenat léky jako Malathion a Acephate (Orthene). Přestože hmyz dokáže na rostlině napáchat velké škody, hlavní věcí, na kterou je třeba si při pěstování dát pozor, je plíseň šedá ( Botrytis cinerea ), která se často vyskytuje ve vlhkých a teplých podmínkách, zejména v zimě. K boji proti plísním je nutné větrání a chladné podmínky pro udržení rostliny v zimě, stejně jako neustálé odstraňování mrtvých a spadaných listů. Jako poslední možnost by měly být použity fungicidy .

Začínajícím zahrádkářům lze doporučit druhy pocházející z podmínek mírně chladného klimatu, ve skleníkových podmínkách (minimálně 5 °C v zimě, maximálně +25 °C v létě) se takové rostliny budou cítit dobře v širokých podnosech s deštěm nebo v létě okyselenou vodou, a v podmínkách vlhkého vzduchu v zimě.

Mucholapka Venušina v těchto podmínkách může žít, ale ve skutečnosti je poměrně náročná na pěstování: i přes dobrou péči často v zimě podléhá napadení plísní šedou, i když je dobře větraná.

Některé z nížinných Nepenthes rostou velmi rychle v relativně stálých teplých a vlhkých podmínkách.

Poznámky

  1. ↑ 1 2 McPherson, S. R. 2009. Džbánové rostliny starého světa . Redfern Natural History Productions Ltd., Poole.
  2. ↑ Albert, VA, Williams, SE a Chase, MW Masožravé rostliny: Fylogeny a strukturální evoluce  // Science  :  journal. - 1992. - Sv. 257 . - S. 1491-1495 . - doi : 10.1126/science.1523408 . — PMID 1523408 .
  3. ↑ Ellison, AM a Gotelli, NJ Energetika a evoluce masožravých rostlin – Darwinovy ​​„nejúžasnější rostliny na světě“  //  Journal of Experimental Botany  : journal. - Oxford University Press , 2009. - Vol. 60 . - str. 19-42 . doi : 10.1093 / jxb/ern179 . — PMID 19213724 .
  4. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 Darwin C. Hmyzožravé rostliny / N. G. Kholodny. - M. - L .: Akademie věd SSSR, 1948. - T. 7.
  5. ↑ Nepenthes (nepřístupný odkaz) . Datum přístupu: 25. prosince 2009. Archivováno z originálu 17. prosince 2009. 
  6. ↑ 12 Darwin Ch . hmyzožravé rostliny . Londýn: John Murray  , 1875. Archivovaný výtisk (odkaz nedostupný) . Získáno 14. září 2009. Archivováno z originálu 23. října 2006. 
  7. ↑ Vent F. Ve světě rostlin / Per. z angličtiny. - M. , 1972. - S. 149-150.
  8. ↑ 1 2 Williams, SE 2002. Srovnávací fyziologie Droseraceae sensu stricto  – Jak se ohýbají chapadla a uzavírají pasti? Sborník příspěvků ze 4. mezinárodní konference společnosti masožravých rostlin. Tokyo, Japonsko. str. 77-81.
  9. ↑ Spomer GG Důkazy protokarnivorních schopností u Geranium viscosissimum a Potentila arguta a dalších lepkavých rostlin. // Int. J. Plant Science . - 1999. - Sv. 160. - č. 1. - S. 98-101.
  10. ↑ 12 Clarke , 2001
  11. ↑ Clarke, 1997
  12. ↑ Clarke a kol. , 2009
  13. ↑ Fontána, 2009
  14. ↑ Spojení s mravenci // 1000 divů přírody. - Reader's Digest , 2007. - S. 277. - ISBN 5-89355-027-7 .
  15. ↑ Akimushkin I. I. „Plná, plná zázraků, čarodějnice-příroda“ // Svět zvířat: Hmyz. Pavouci. Domácí mazlíčci . - 4. vyd. - M . : Myšlenka, 1995. - S.  259 . — 462[2] s. - ISBN 5-244-00806-4 .
  16. ↑ Lejsek žlutý (Sarracenia flava)

Literatura

Odkazy

  Přejděte na položku Wikidata  Slovníky a encyklopedie