یک شن و ماسه یک زره موثر می سازد. اریک لوپرسی, CC BY-SA
بافت یک گیاه را تصور کنید. ممکن است بسیاری از آنها به ذهن بیایند - لاستیک نرم بسیاری از گیاهان خانگی گرمسیری ، گوش بره نرم ، خارهای تیز کاکتوس ها یا زبری پوست درخت. اما چسبندگی ، به مفهوم چسبندگی به انگشتان ، احتمالاً در بالای لیست شما نیست.
با این وجود ، تعداد بسیار زیادی گیاهان برگهای چسبناک تکامل یافته اند، ساقه ها و دانه ها ، از جمله برخی که به احتمال زیاد می شناسید - مانند گل اطلسی و تنباکو.
در زیست شناسی تکاملی ، صفتی که بارها تکامل یافته جالب توجه است ، زیرا نشان می دهد که بیش از حد این ویژگی فایده ای دارد. در حالی که مردم این ویژگی عجیب را برای سالهای زیادی مشاهده کرده و درباره آن بحث کرده اند ، زیست شناسان مثل من سرانجام شروع به درک چسبندگی می کنند - و چرا بسیاری از گیاهان آن را دارند.
شن و ماسه و چسبندگی
گیاهان چسبناک بسیار گسترده هستند. آنها در مناطق معتدل و گرمسیری ، در مکان های مرطوب و خشک و در جنگل ها ، مزارع و تپه های شنی دیده می شوند. در هر یک از این محیط ها ، چسبندگی تا حدودی متفاوت عمل می کند.
من به طور طبیعی تپه های شنی چه در بیابان های خشک و چه در امتداد ساحل های زیبا جلب می کنم و چسبندگی عملکردهای جالبی برای گیاهان در این مکان ها دارد. جابجایی شن و ماسه یک محیط چالش برانگیز برای گیاهان به وجود می آورد - وزش بادهای ماسه ای ، دفن احتمالی و عدم احتباس آب فقط موارد اندکی است.
جالب است که صدها گونه های گیاهی در تپه های شنی دارای سطوح چسبنده تکامل یافته ای هستند، پیشنهاد استفاده در آن زیستگاه. شن و ماسه باد شده این سطوح چسبناک را می پوشاند - پدیده ای معروف به psammophory ، که در یونانی به معنای "حمل شن" است. اگرچه ممکن است یک پوشش شنی از رسیدن نور به سطح گیاه جلوگیری کند ، اما به احتمال زیاد از گیاهان در برابر سایش محافظت می کند و نور را منعکس می کند و دمای برگ را کاهش می دهد. همچنین از گیاهان در برابر شکارچیان گرسنه دفاع می کند.
چند سال پیش ، من و همکارانم ماسه زرد را مطالعه کرد (آبونیا لاتیفولیا) گیاهان در کالیفرنیای ساحلی. هنگامی که ما به آرامی شن و ماسه را از برگها و ساقه ها جدا کردیم ، این برگها و ساقه ها توسط حلزون های گرسنه ، کاترپیلارها و سایر حیوانات گیاهخوار با دو برابر سرعت برگ و ساقه سالم و ماسه خورده شدند.
برگهای پوشیده از شن و ماسه رنگی برای بررسی اینکه آیا استتار یک عامل است. اریک لوپرسی, CC BY-SA
ما از خود پرسیدیم که آیا ممکن است شن و ماسه با استتار گیاهان از گیاهان محافظت کند. با آزمایش دوم ، ما برخی از برگ های گیاه پرنده را با شن و ماسه رنگی که با زمینه مطابقت ندارد ، به دقت تمیز و پوشش دادیم. معلوم شد رنگ شن مهم نبود - شکارچیان برگهای پوشیده از شن را با همان سرعت خوردند، صرف نظر از اینکه آنها با زمینه خود ترکیب شده اند یا نه - نشان دادن شن و ماسه از گیاهان به عنوان یک مانع فیزیکی محافظت می کند ، نه به عنوان استتار.
پوشیدن قسمتهای دهان
این نتیجه کاملاً شهودی است - به هر حال ، چه کسی می خواهد چیزی پوشیده از شن و ماسه را بخورد ، حتی اگر مقوی باشد؟ با این وجود طی سالها مشاهده کرده ام که بسیاری از حشرات گیاهخوار واقعاً برگهای شنی می خورند. این سوال برای من ایجاد شد که شن ممکن است چه تاثیری روی آنها بگذارد ، بنابراین ما یک سری آزمایشات ساده انجام دادیم.
فک پایین یک کاترپیلار که برگهای تمیز (چپ) می خورد ، در مقابل فک پایین که یکی از آن ها برگ های پوشیده از شن و ماسه را می خورد (راست). اریک لوپرسی, CC BY-SA
وقتی ما به کاترپیلارها انتخاب بین خوردن گیاهان فاقد شن و ماسه و آنها اکثراً گیاهان بدون شن و ماسه را انتخاب کردند. هنگامی که ما به زنجیرها چاره ای نمی دادیم - گروهی فقط برگ شنی می گرفتند ، گروه دیگر برگ تمیز می گرفتند - فک پایین یا قسمت های دهان ماسه خواران به طور محسوسی فرسوده شده اند.
محتوای روده یک کاترپیلار برگهایی با پوشش شن و ماسه را تغذیه می کند. به بسیاری از دانه های شن موجود توجه کنید. اریک لوپرسی, CC BY-SA
کاترپیلارهای ماسه خوار نیز در حدود 10٪ آهسته تر رشد کرد نسبت به کسانی که از شاخ و برگ غیر احمقی تغذیه می کنند ، تا حدی مشکوک هستیم زیرا آنها مقداری ماسه بلعیده اند.
دانه های چسبناک
در مناطق ماسه ای یافتن دانه هایی که هنگام مرطوب شدن چسبناک می شوند نیز معمول است. چنین دانه هایی در موسیلاژ پوشانده می شوند ، که کربوهیدرات های ساده ای هستند که در حضور آب ، به یک آشفتگی چسبناک تبدیل می شوند. حتی وقتی خشک شوند ، تقریباً به مدت نامحدود می توانند دوباره چسبناک شوند. شاید با این پدیده در دانه های چیا آشنا باشید - موسیلاژ همان چیزی است که به پودینگ چیا بافت متمایز می بخشد.
هنگامی که یک بذر با پوشش موسیلا به ماسه می افتد ، در اثر بارندگی یا شبنم مرطوب می شود و سپس خشک می شود ، در یک پوشش سنگین شن و ماسه پوش می شود. این وزن اضافی مورچه های نجاری حمل دانه ها را به لانه های خود برای مصرف دشوار می کنند.
ما این کار را با ایجاد ایستگاه های تغذیه ای نشان دادیم که بتوانیم میزان حذف دانه های پوشیده شده از شن و دانه های برهنه را اندازه گیری کنیم. تقریباً در 53 گونه گیاهی که آزمایش کردیم ، دانه های شنی خیلی کندتر از دانه های برهنه برداشته شدند.
در حالی که چسبندگی گیاهان در مناطق ماسه ای مانعی برای جلوگیری از گیاهخواران ایجاد می کند ، در سایر زیستگاه ها عملکرد آن متفاوت است. به عنوان مثال ، بعضی از گیاهان گوشتخوار از چسبندگی برای شکار استفاده می کنند.
در طول میلیون ها سال ، هر ذره از گیاه با مقابله با چالش های جهان پیرامون خود در حالی که ریشه در یک مکان واحد دارد ، شکل می گیرد. چسبندگی یکی از هزاران استراتژی است که گیاهان برای زنده ماندن از هجوم حیوانات گرسنه در طبیعت دست به کار شده اند.
درباره نویسنده
اریک لوپرسی ، استادیار زیست شناسی گیاهی ، بوم شناسی و تکامل ، دانشگاه ایالتی اوکلاهما
این مقاله از مجله منتشر شده است گفتگو تحت مجوز Creative Commons دفعات بازدید: مقاله.
نشستند
