Parasitære planter er afhængige af usædvanlige metoder til at sprede deres frø

Tre arter af ikke-fotosyntetiske planter er hovedsageligt afhængige af kamelgræshopper for at sprede deres frø, ifølge ny forskning fra projektlektor Suetsugu Kenji (Kobe University Graduate School of Science). Disse resultater blev offentliggjort den 9. november i online-udgaven af Ny fytolog .

De fleste ikke-fotosyntetiske planter har meget små frø, der kan spredes af vinden som støvpartikler. Imidlertid, nogle achlorophylløse planter vokser i skovenes mørke undergrund, og har opgivet afhængigheden af ​​vinden for frøspredning. I dette studie, Professor Suetsugu undersøgte frøspredningsmetoden for tre sådanne planter:Yoania amagiensis, Monotropastrum humile og Phacellanthus tubiflorus. Han identificerede kamelkrikken som deres vigtigste frøspreder, det første bevis på, at kamelgræshopper blev brugt til frøspredning i blomstrende planter.

Det mest berømte eksempel på insektbærere er myrer, men myrerne æder ikke frøene:de bærer dem til deres reder i deres mandibler. Insekter, der bærer frø ved at spise dem, er meget sjældne. Et eksempel er New Zealand weta, men dette er et særligt tilfælde:normalt ville denne rolle blive taget af pattedyr, men i New Zealand er de eneste indfødte pattedyr flagermus.

Professor Suetsugus undersøgelse blev udført i Fuji by, Shizuoka, hvor de undersøgte frøspredningsmetoderne for tre arter af ikke-fotosyntetiserende planter (figur 1). De fandt ud af, at fugle og pattedyr, normalt ansvarlig for at bære disse frø, viste ingen interesse for disse planters frugter. I mellemtiden hvirvelløse dyr, især kamelgræshopperne spiste regelmæssigt frugterne (figur 3). Imidlertid, at spise frugterne er anderledes end at være bærer – frøene skal også bevares uskadt i ekskrementerne. Forskeren fangede kamelgræshopper, kontrolleret, om de udskiller frøene hele, og fandt mange intakte frø.

De tre undersøgte plantearter (Y. amagiensis, M. humile og P. tubiflorus) er alle ikke-fotosyntetiserende arter. De kan overleve i et kulsort habitat, og findes hovedsageligt i skovbunden uden for sollys rækkevidde. Levestedet for de tre undersøgte arter denne gang har meget begrænset vindstrøm, så planterne var nødvendige for at udvikle frugt og stole på dyrebærere. Imidlertid, disse parasitære plantearter har ikke ressourcer til overs, så de kan ikke skabe attraktive frugter fulde af næringsstoffer, der ville appellere til fugle og pattedyr. Den næstbedste mulighed var at bruge vandrende insekter, der ville spise frugter af lav kvalitet. (Faktisk, den japanske markmus, en populær frøbærer, lagde mærke til disse frugter, men den forsøgte ikke at spise dem.)

Insekter er ikke tidligere blevet betragtet som indre frøbærere, fordi på grund af den lille størrelse af deres kroppe og mandibler, man troede, at de tyggede frøene. Imidlertid, frøene af ikke-fotosyntetiserende planter er ekstremt små, så de kan passere gennem fordøjelsessystemet uskadt (figur 3).

Y. amagiensis, M. humile og P. tubiflorus tilhører henholdsvis Ericaceae-familien, Orchidaceae-familien og Orobanchaceae-familien. De er meget forskellige arter, og de opgav hver især fotosyntesen som en del af deres uafhængige evolutionære mønstre. Med andre ord, tre ubeslægtede ikke-fotosyntetiserende planter har uafhængigt udviklet sig til at stole på insektbærere til frøspredning. Dette tyder på, at det evolutionære trin med at opgive fotosyntese (og de egenskaber, der ledsager den - små frøstørrelser, flytningen til en mørk skovbund med ineffektiv vindspredning) har givet dem mulighed for at indtage en unik biologisk niche.

Disse resultater viser, at det evolutionære trin med tab af fotosyntese ikke blot er et tab af funktioner gennem tab af kloroplast:det ændrer plantens forhold til andre organismer dramatisk. Ved at fortsætte med at studere planter, der ikke fotosyntetiserer, vi planlægger at klarlægge de ændringer, der fandt sted under processen med at træffe det ekstreme valg at opgive fotosyntesen.