Вачеллия коллинзийская
 | Эта статья нуждается в дополнительных цитатах для проверки . ( февраль 2018 г. ) |
| Вачеллия коллинзийская | |
|---|---|
| |
| V.collinsii в Гуанакасте , Коста-Рика . | |
Научная классификация 
| |
| Королевство: | Растения |
| Клэйд : | Трахеофиты |
| Клэйд : | покрытосеменные растения |
| Клэйд : | Эвдикоты |
| Клэйд : | Розиды |
| Заказ: | Фабалес |
| Семья: | Бобовые |
| Подсемейство: | Цезальпиноидные |
| Клэйд : | Мимозоидная клада |
| Род: | Вачеллия |
| Разновидность: | V. collinsii
|
| Биномиальное имя | |
| Вачеллия коллинзийская | |
| Синонимы | |
|
Акация коллинзийская Сафф. | |
Vachellia Collinsii , ранее Acacia Collinsii , — вид цветкового растения, произрастающего в Центральной Америке и некоторых частях Африки . [ 2 ]
Распределение
[ редактировать ]Vachellia Collinsii произрастает в Центральной Америке и некоторых частях Африки. На юге Центральной Америки, где существуют сезонно засушливые экосистемы, это дерево растет во вторичной последовательности , предпочитая саванне , подобный климат . Акации любят яркое солнце и редко встречаются в трофическом подлеске многих джунглей . Акации могут хорошо себя чувствовать в климате с более высокой влажностью, выше 70%. Vachellia Collinsii имеет широкое распространение по всему миру по сравнению с другими акациями, а также широкое экологическое распространение, учитывая, что она может расти от уровня моря до высоты 1000 метров. [ 2 ]
Описание
[ редактировать ]Vachellia Collinsii может вырасти до 40 футов в высоту. Дерево растет относительно прямо, с шипами, обильно распределенными по ветвям. Маленькие перистые листья растут друг напротив друга, как у мимозы . Поскольку этот вид имеет разнообразное геологическое и экологическое распространение, он имеет более широкий спектр морфологических признаков. Тем не менее, различия между другими муравьиными акациями можно увидеть по удлиненным цилиндрическим соцветиям , несколько маленьким прилистниковым шипам, терете-цилиндрическим колючкам, охватывающим поперечное сечение, 3-5 часто куполообразным черешковым железам, отсутствию остиковых желез и листочки с боковыми жилками . [ 2 ] На черешках имеются зеленые бугорки, называемые внецветочными нектарниками , которые создают сахар для симбиотических муравьев . Сверху вниз у этих деревьев подавление бокового роста меньше, что позволяет создавать более многочисленные и полные ветви у основания дерева, создавая форму пирамиды с сильным центральным стволом . В то время как у большинства видов деревьев обычно есть ауксин , который растет вниз, подавляя рост ветвей по бокам, это не относится к Vachellia Collinsii, поскольку у него отсутствует сильная апикальная меристема . Это приводит к ветвлению по всей длине дерева. Они внецветочные, потому что настоящие желтые цветки производят нектар другого типа. На кончиках листочков могут образовываться бельтиевые тельца — пищевые тельца, богатые белками и липидами. Они также создаются в рамках их симбиотических отношений с муравьями. [ 3 ]
Экология
[ редактировать ]Vachellia Collinsii демонстрирует симбиотические отношения с несколькими видами муравьев. Некоторые отмеченные виды включают Pseudomyrmex spinicola и Pseudomyrmexferruginea . Система ant-Vachellia с участием этого вида изучалась такими экологами, как Даниэль Янзен, в национальных парках Пало-Верде и национальных парках Санта-Роза , которые оба расположены в провинции Гуанакасте , Коста-Рика . Муравьи прогрызают отверстия в кончиках полых прилистниковых шипов , известных как доматия , чтобы они могли проникнуть внутрь и создать свою колонию. Одна колония муравьев может охватывать несколько деревьев V.collinsii . Травоядных животных среднего размера часто отпугивают одни только шипы, но муравьи помогают защитить деревья от других потенциально опасных животных. Меньшие животные, такие как гусеницы, без труда избегают шипов, а более крупные животные, такие как слоны, меньше страдают от этих шипов. Когда хищник задевает и трясет шипы растения, пытаясь питаться, муравьи встревожены, выбегают на улицу и выделяют тревожные феромоны. чтобы предупредить других муравьев. Все муравьи, контактирующие с феромонами тревоги, становятся агрессивными и нападают на животное, кусая и жаля. Помимо защиты деревьев от травоядных, муравьи, населяющие деревья V.collinsii, могут даже вырубать окружающую растительность и подрезать вторгающиеся ветки других растений. Это обеспечивает V.collinsii ценное пространство и беспрепятственный доступ к солнечному свету, что позволяет деревьям процветать. Взамен V.collinsii не только предоставляет муравьям полые шипы, в которых они могут жить, но также производит богатые липидами и белками пищевые тельца, известные как бельтианские тельца на кончиках новых листочков . Эти тела поедаются муравьями, обеспечивая колонию необходимыми питательными веществами. При недостатке питательных веществ V. Collinsii производит больше бельтианских тел, стимулируя присутствие муравьев. Когда у дерева будет достаточно дополнительных питательных веществ, оно будет создавать меньше бельтианских тел. Такое поведение предполагает наличие петли обратной связи . Vachellia Collinsii также снабжает муравьев богатым сахаром нектаром. внецветковые нектарники, листьев расположенные на черешках . Поскольку существует несколько видов муравьев, которые могут занимать V.collinsii , наблюдались внутривидовые взаимодействия между этими видами муравьев, особенно между Pseudomyrmex spinicola и Crematogaster brevispinosa . C. brevispinosa может поселиться на деревьях, занятых Pseudomyrmex spinicola или Pseudomyrmex nigrocinctus . C. brevispinosa также будет обитать на умирающих или сильно поврежденных деревьях или на деревьях, которые ранее были заселены. [ 4 ] Кроме того, предполагаемая польза от размещения колоний муравьев заключается в том, что акация может иметь в домациях рецепторы для фекалий муравьев, которые запускают пути абсорбции для дополнительного поглощения питательных веществ на концах стеблевой ткани растения. Когда муравьи испражняются в доматии, их фекалии содержат питательные вещества из пищи, которые могут быть полезны для растения. Это позволяет растению получать дополнительные питательные вещества за более короткий период времени, поскольку питательным веществам не нужно подниматься вверх, начиная с корней. [ нужна ссылка ]
Химическая экология
[ редактировать ]Муравьи-симбиотики, живущие на этом дереве, встревожены разрушением тканей листьев растения травоядными животными, такими как скарабей Pelidnota punctulate . Этот жук питается только муравьиными акациями и защищен тяжелой кутикулой. При разрушении тканей листьев деревьев выделяется транс -2-гексеналь, соединение, которое муравьи обнаруживают как кайромон. При воздействии тестовых образцов этого соединения муравьи встревожены и проявляют тревожное поведение. [ 5 ] Это соединение не обнаружено в секретах нижнечелюстных желез костариканских муравьев акации, которые, вероятно, являются источником тревожных феромонов муравьев. [ 6 ]
Разработка
[ редактировать ]Если углубиться в изучение того, почему акация коллинзийская вызывает признаки «синдрома опухших шипов», механизм и пути до сих пор неизвестны, но были проведены эксперименты и убедительные доказательства, связанные с изменением генов экспрессии miR156 /miR157 и факторов транскрипции SPL в различных условия окружающей среды. Производство пищевых тел с высоким содержанием белков и липидов, а также экстрафлоральных нектарников очень затратно, поэтому растение должно иметь какое-то представление о том, когда начать производить эти признаки. Как правило, акация не проявляет этих признаков сразу после прорастания, поэтому это зависит от возраста, и экстрафлоральные нектарники появляются сначала примерно в возрасте 50–75 дней, затем набухшие и удлиненные прилистники, а затем полные поясные тела. Наряду с появлением этих признаков происходит снижение генов miR156/miR157. [ 7 ] Известно, что путь miR156-SPL у многих растений координирует цветение растения, а также развитие растения в сочетании с устойчивостью к стрессу. У Arabidopsis miR156 сохраняет ювенильное состояние растения, а затем подавляется, когда оно оказывается в подходящих условиях, для дальнейшего развития взрослых признаков. [ 8 ] В условиях низкой освещенности наблюдается более высокий уровень miR156/miR157, а также задержка развития признаков синдрома опухшего шипа. Верно и обратное: при помещении в хорошо освещенные условия, такие как естественная среда, наблюдается низкая экспрессия генов miR156/miR157, когда растение производит внецветочные нектарники, набухшие прилистники и бельтиевые тела. Хотя неизвестно, как экспрессия признаков связана с генами miR156/miR157, гипотезы включают временную координацию или регуляцию, при которой miR156/157 включаются и выключаются по определенной схеме, чтобы включить эти гены для синдрома опухшего шипа ( которые пока неизвестны). Есть также свидетельства того, что эти черты являются частью их защитного механизма и что секреция нектара экстрафлоральными нектарниками зависит от жасмоновой кислоты , но механизм неизвестен, поскольку жасмоновая кислота может выполнять здесь иную функцию, чем в типичном растении. На сроки развития «синдрома опухшего шипа» также может влиять естественный отбор. Необходимо провести дополнительные исследования того, какие ограничения и факторы развития могли повлиять на дальнейшее развитие этих черт. [ 7 ]
Ссылки
[ редактировать ]
- ^ Зейглер Д.С., Эбингер Дж.Е. (2005). «Новые сочетания в роде Vachellia (Fabaceae: Mimosoideae) из Нового Света» . Фитология . 87 (3): 139–78.
- ^ Перейти обратно: а б с Зейглер, Дэвид С.; Эбингер, Джон Э. (1995). «Таксономическая ревизия муравьиных акаций (Fabaceae, Mimosoideae, Acacia, Series Gummiferae) Нового Света» . Анналы ботанического сада Миссури . 82 (1): 117. дои : 10.2307/2399983 . ISSN 0026-6493 . JSTOR 2399983 .
- ^ Юинг, Дуг. Экскурсия по оранжерее UW (локация Редмонд), 23 мая 2021 г.
- ^ Суарес, Эндрю В.; Мораес, Консуэло; Ипполито, Энтони (сентябрь 1998 г.). «Защита Acaciacollinsii облигатными и необлигатными видами муравьев: значение вторжения на растительность1» . Биотропика . 30 (3): 480–482. дои : 10.1111/j.1744-7429.1998.tb00083.x . ISSN 0006-3606 .
- ^ Вуд, Уильям Ф.; Вуд, Бренда Дж. (2004). «Химическое вещество, выделяемое из акации-хозяина при кормлении травоядных животных, обнаруживается симбиотическими акациями-муравьями». Карибский научный журнал . 40 : 396–399.
- ^ Вуд, Уильям Ф. (2005). «Сравнение летучих веществ нижнечелюстных желез муравьев акации бычьего рога, Acacia Collinsii». Биохимическая систематика и экология . 33 : 651–658. дои : 10.1016/j.bse.2004.12.009 .
- ^ Перейти обратно: а б Лейхти, Аарон Р.; Поэтиг, Р. Скотт (15 июля 2019 г.). «Развитие и эволюция возрастных защитных механизмов у муравьиных акаций» . Труды Национальной академии наук . 116 (31): 15596–15601. дои : 10.1073/pnas.1900644116 . ISSN 0027-8424 . ПМК 6681755 . ПМИД 31308222 .
- ^ Цуй, Длинная банда; Шан, Цзюнь-Сян; Ши, Мин; Гао, Цзи-Пин; Линь, Хун-Сюань (20 ноября 2014 г.). «Путь ThemiR156-SPL9-DFR координирует взаимосвязь между развитием и устойчивостью к абиотическому стрессу у растений» . Заводской журнал . 80 (6): 1108–1117. дои : 10.1111/tpj.12712 . ISSN 0960-7412 . ПМИД 25345491 .