Кувшинный завод
 | Эта статья нуждается в дополнительных цитатах для проверки . ( июль 2024 г. ) |
Кувшинные растения — это несколько различных плотоядных растений , у которых есть модифицированные листья, известные как ловушки-ловушки — механизм ловли добычи, имеющий глубокую полость, заполненную пищеварительной жидкостью . Ловушки так называемых «настоящих» кувшинных растений образованы специальными листьями. Растения привлекают и топят добычу нектаром . [1]
Типы
[ редактировать ]Термин «кувшинное растение» обычно относится к представителям семейств Nepenthaceae и Sarraceniaceae , но аналогичные ловушки-ловушки используются монотипическими Cephalotaceae и некоторыми представителями Bromeliaceae . Семейства Nepenthaceae и Sarraceniaceae — наиболее богатые видами семейства кувшинчатых растений. [ нужна ссылка ]
Непентовые
[ редактировать ]Nepenthaceae включает единственный род Nepenthes , содержащий более 100 видов и множество гибридов и сортов. У этого рода кувшинных растений Старого Света кувшинчики располагаются на концах усиков , отходящих от средней жилки обычного в остальном листа. Кувшинные растения Старого Света обычно характеризуются уменьшенными и симметричными кувшинами со сплошным восковым покрытием на поверхности внутренней стенки кувшина. Сами растения часто являются вьющимися растениями, достигающими полога своей среды обитания с помощью вышеупомянутых усиков, хотя другие встречаются на земле, на лесных полянах или в качестве эпифитов на деревьях. [2]
Кувшинный завод
[ редактировать ]Кувшинчатые растения Нового Света (Sarraceniaceae), включающие три рода, представляют собой наземные травы, кувшинки которых возникают из горизонтального корневища . В этом семействе кувшин образует весь лист, в отличие от Nepenthaceae, где кувшин возникает из конечной части листа. Виды рода Heliamphora , известные в народе как болотные кувшины (или ошибочно как солнечные кувшины), имеют простой кувшин со свернутыми листьями, на кончике которого имеется ложкообразная структура, выделяющая нектар. Они ограничены районами с большим количеством осадков в Южной Америке . Североамериканский Heliamphora род Sarracenia — трубчатые кувшины, имеющие более сложную ловушку, чем , с крышечкой , предотвращающей избыточное накопление дождевой воды у большинства видов. Единственный вид калифорнийского рода Darlingtonia широко известен как растение кобра из-за его надутой «крышки» с элегантными ложными выходами и раздвоенного «языка», который служит для переправки муравьев и другой добычи ко входу. кувшина. Вид в роду Саррацении легко гибридизуются, что усложняет их классификацию. [ нужна ссылка ]
Растение пурпурного кувшина, Sarracenia purpurea , является цветочной эмблемой провинции Ньюфаундленд и Лабрадор в Канаде.
Головоногие
[ редактировать ]Cephalotaceae Cephalotus — монотипическое семейство, состоящее только из одного рода и вида — follularis . Этот вид имеет небольшой (2–5 см) кувшинчик, по форме похожий на кувшинчик непентеса . В отличие от Nepenthes , у Cephalotus follularis черешок прикреплен к задней части верхнего края ловушки, а не к основанию кувшина. [3] Вид встречается только в одном месте на юго-западе Австралии . [ нужна ссылка ]
Бромелиевые
[ редактировать ]Известно или предполагается, что некоторые виды бромелиевых ( Bromeliaceae ), такие как Brocchinia reducta и Catopsis berteroniana , являются плотоядными. [4]
Кувшинки Nepenthes muluensis свисают с усиков. (Этот экземпляр культивируется.)
Большинство кувшинных растений Северной Америки относятся к роду Sarracenia .
Лилии кобры ( Darlingtonia Californica ) используют окончатые ареолы, чтобы заманивать насекомых в свои полые листья.
Австралийский кувшин — единственный представитель австралийского рода Cephalotus .
Кувшин из Непентеса волосистого
Пищевое поведение
[ редактировать ]Привлечение
[ редактировать ]Собирающие пищу, летающие или ползающие насекомые, такие как мухи, привлекаются в полость, образованную чашевидным листом, часто с помощью визуальных приманок, таких как антоциановые пигменты и нектар . Многие кувшинные растения имеют ультрафиолетовую окраску, которая может играть роль в привлечении насекомых. [3] Некоторые виды, такие как Cephalotus follularis , вероятно, используют камуфляж для ловли насекомых, поскольку их окраска соответствует окраске окружающей среды, а растения часто встроены в субстрат, так что ловушки находятся на одном уровне с землей. [3]
Обонятельные сигналы также могут играть роль в привлечении. Например, Nepenthes rafflesian a использует имитацию цветочного аромата, чтобы привлечь насекомых в свои кувшины. [5]
Захватывать
[ редактировать ]Край кувшина (перистома) при увлажнении конденсатом или нектаром становится скользким, из-за чего насекомые попадают в ловушку. Стенки ямы могут быть покрыты восковыми чешуйками, выступающими кристаллами альдегида , кутикулярными складками, направленными вниз волосками или полулунными клетками, происходящими из замыкающих клеток , чтобы предотвратить побег. [1] Небольшие тела жидкости, содержащиеся в кувшинах-ловушках, называются фитотельматами . Они топят насекомое, тело которого постепенно растворяется. Это может произойти под действием бактерий (бактерии смываются в кувшин дождем) или под действием пищеварительных ферментов, выделяемых самим растением. Жидкости-ловушки-кувшины во многом различаются по своей вязкоупругости и кислотности, что затем определяет, на какой тип добычи они могут нацеливаться. Например, повышенная вязкоэластичность связана с повышенным удержанием насекомых, что помогает ловить летающих насекомых, таких как мухи, тогда как повышенная кислотность жидкости может уменьшить время уничтожения насекомых, что может помочь поймать ползающих насекомых, таких как муравьи. [6] Некоторые кувшинчатые растения содержат мутуалистических насекомых личинки , которые питаются пойманной добычей и чьи экскременты поглощает растение. [7]
Пищеварение
[ редактировать ]Каким бы ни был механизм пищеварения, продукты питания превращаются в раствор аминокислот , пептидов , фосфатов , аммония и мочевины , из которого растение получает минеральное питание (особенно азот и фосфор ). Как и все плотоядные растения, кувшинчатые растения растут в местах, где почва слишком бедна минералами и/или слишком кисла для выживания большинства растений. Кувшинчатые растения дополняют доступные питательные вещества и минералы (которые растения обычно получают через корни) компонентами своих насекомых-жертв. [ нужна ссылка ]
Симбиоз, улавливающий фекалии
[ редактировать ]Взрослые растения Nepenthes lowii привлекают древесных землероек ( Tupaia montana ), которые питаются нектаром, который производит растение, но также испражняются в кувшин, обеспечивая нитраты и другие питательные вещества. Растение и древесная землеройка находятся в симбиотических отношениях . Край N. lowii не скользкий, поэтому землеройки могут легко входить и выходить; он дает больше нектара, чем другие кувшинные растения. Форма края кувшина и положение нектара обеспечивают то, что задняя часть животного находится над краем во время кормления. [8]
Непентес раффлезиана вар. elongata имеет схожее родство с шерстистыми летучими мышами Хардвика ( Kerivoula hardwickii ). [9] Летучие мыши ночуют внутри кувшинов, а растения получают большую часть лиственного азота из фекалий летучих мышей. По сравнению с другими разновидностями Nepenthes rafflesiana, не проявляющими такой формы мутуализма, N. rafflesiana var. elongata имеет удлиненные кувшины, в которых могут разместиться как одиночные летучие мыши, так и пары мать-детеныш. Помимо своей удлиненной формы, N. rafflesiana var. elongata имеет меньший объем жидкости в кувшине по сравнению с другими видами, что оставляет больше места для размещения летучих мышей.
Эволюция формы
[ редактировать ]Широко распространено мнение, что ловушки-ловушки возникли в результате эпиасцидии (складывание листа, при котором адаксиальная или верхняя поверхность становится внутренней частью кувшина), [10] [11] с давлением отбора , благоприятствующим более глубоко чашевидным листьям в течение эволюционного времени. Ловушка-кувшин эволюционировала независимо в трех эвдикотов линиях и одной линии однодольных , что представляет собой случай конвергентной эволюции . [10] Некоторые семейства кувшинных растений (например, Nepenthaceae) помещены в клады, состоящие в основном из ловушек из липучки , что указывает на то, что некоторые кувшины, возможно, произошли от общих предков сегодняшних ловушек из липучки за счет потери слизи. [12]
См. также
[ редактировать ]- Государственный природный заповедник Дарлингтония — природный заповедник кувшинчатых растений в Орегоне , США .
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б Крол, Э.; Планчо, Би Джей; Адамец, Л.; Столарц, М.; Дзюбинская, Х.; Требач, Кгв. (2011). «Немало причин называть хищников «самыми чудесными растениями в мире» » . Анналы ботаники . 109 (1): 47–64. дои : 10.1093/aob/mcr249 . ПМЦ 3241575 . ПМИД 21937485 .
- ^ Кларк, Чарльз; Моран, Джонатан (2015). «Климат, почвы и викариантность - их роль в формировании разнообразия и распространения непентеса в Юго-Восточной Азии» . Спрингер Линк . Международное издательство Спрингер.
- ^ Jump up to: а б с Вильгельм Бартлотт (2007). Любопытный мир хищных растений: полное руководство по их биологии и выращиванию . Перевод Майкла Эшдауна (ред. на английском языке). Портленд, штат Орегон: Timber Press. ISBN 978-0-88192-792-4 . OCLC 71189676 .
- ^ Гивниш, Томас Дж.; Буркхардт, Элизабет Л.; Хаппель, Рут Э.; Вайнтрауб, Джейсон Д. (1984). «Плотоядность Bromeliad Brocchinia reducta с моделью затрат и выгод для общего ограничения хищных растений солнечными, влажными, бедными питательными веществами местами обитания» . Американский натуралист . 124 (4): 479–497. дои : 10.1086/284289 . S2CID 84947503 .
- ^ Ди Джусто, Бруно; Бессьер, Жан-Мари; Геру, Мишель; Лим, Линда Б.Л.; Маршалл, Дэвид Дж.; Хоссаерт-Макки, Мартин; Гауме, Лоуренс (28 апреля 2010 г.). «Имикрия цветочного аромата маскирует смертельную ловушку хищного растения Nepenthes rafflesiana: Имикрия цветочного аромата Nepenthes rafflesiana» . Журнал экологии . 98 (4): 845–856. дои : 10.1111/j.1365-2745.2010.01665.x . S2CID 82299236 .
- ^ Базиль, Винсент; Ле Могудек, Жиль; Маршалл, Дэвид Дж.; Гауме, Лоуренс (01 марта 2015 г.). «Физико-химические свойства жидкости влияют на улавливание и питание кувшинчатых растений непентеса» . Анналы ботаники . 115 (4): 705–716. дои : 10.1093/aob/mcu266 . ISSN 0305-7364 . ПМЦ 4343297 . ПМИД 25672361 .
- ^ Макэлпайн, ДК (1998). «Обзор австралийских ходулочников (Diptera: Micropezidae) с филогенетическим анализом семейства». Систематика беспозвоночных . 12 (1): 55–134. дои : 10.1071/IT96018 .
- ^ Кувшинный завод служит унитазом
- ^ Графе, Т. Ульмар; Шёнер, Кэролайн Р.; Керт, Джеральд; Джунаиди, Анисса; Шенер, Майкл Г. (23 июня 2011 г.). «Новый мутуализм ресурсов и услуг между летучими мышами и кувшинными растениями» . Письма по биологии . 7 (3): 436–439. дои : 10.1098/rsbl.2010.1141 . ISSN 1744-9561 . ПМК 3097880 . ПМИД 21270023 .
- ^ Jump up to: а б Альберт, Вирджиния; Уильямс, SE; Чейз, М.В. (1992). «Плотоядные растения: филогения и структурная эволюция». Наука . 257 (5076): 1491–1495. Бибкод : 1992Sci...257.1491A . дои : 10.1126/science.1523408 . ПМИД 1523408 .
- ^ Оуэн-младший, TP; Леннон, Калифорния (1999). «Строение и развитие кувшинов хищного растения Nepenthes alta (Nepenthaceae)». Американский журнал ботаники . 86 (10): 1382–1390. дои : 10.2307/2656921 . JSTOR 2656921 . ПМИД 10523280 .
- ^ Причард; и др. (2002). «Эволюционные адаптации кувшинных растений». Международный журнал эволюционной биологии . 12 (3): 62–81.
- Чисхолм, Хью , изд. (1911). . Британская энциклопедия . Том. 21 (11-е изд.). Издательство Кембриджского университета. стр. 663–665.
- Базиль, Винсент; Ле Могудек, Жиль; Маршалл, Дэвид Дж.; Гауме, Лоуренс (01 марта 2015 г.). «Физико-химические свойства жидкости влияют на улавливание и питание кувшинчатых растений непентеса» . Анналы ботаники . 115 (4): 705–716. дои : 10.1093/aob/mcu266 . ISSN 0305-7364 . ПМЦ 4343297 . ПМИД 25672361 .
Дальнейшее чтение
[ редактировать ]- Можжевельник, Б.Э., Р.Дж. Робинс и Д.М. Джоэл (1989). Хищные растения . Академическое издательство, Лондон. ISBN 9780123921703. OCLC 490279526.
- Шнелл, Д. (2003). Хищные растения США и Канады . Второе издание. Timber Press, Портленд, Орегон, ISBN 9780881925401.
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Как кувшинное растение привлекает, ловит и ловит насекомых
- Плотоядные растения могут фотосинтезировать, так зачем же есть мух?
