Obrona przed roślinożercami

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Skocz do: nawigacja, szukaj
Ciernie na młodej łodydze maliny zapewniają mechaniczną obronę przed roślinożercami.

Obrona przed roślinożercami – zespół mechanizmów w postaci przystosowań morfologicznych oraz fizjologicznych roślin, mających na celu przeciwdziałanie lub zniwelowanie skutków ataku organizmów roślinożernych[1][2]. Mechanizmy te mogą mieć charakter bezpośredniego oddziaływania między rośliną a żywiącym się nią organizmem lub charakter pośredni polegający na współpracy z naturalnymi wrogami roślinożerców[2]. Powstanie mechanizmów obronnych w wyniku ewolucji miało miejsce po pojawieniu się owadów, które wykorzystywały rośliny jako źródło pokarmu. Koewolucja roślin i owadów zachodzi od permu, jednak gwałtowny wzrost wzajemnych adaptacji obejmuje okres kredy, kiedy to pojawiły się rośliny okrytonasienne[3].

Ochrona bezpośrednia[edytuj | edytuj kod]

Obronę mechaniczną (fizyczną), bezpośrednią zapewniają struktury wytwarzane przez wiele gatunków roślin takie jak włoski, trichomy, ciernie, kolce i zgrubiałe liście[4]. Zniechęca roślinożerców także silne owłosienie. Przed żerowaniem ślimaków bronią rośliny rafidy – igiełkowate kryształy szczawianu wapnia. Niektóre gatunki unikają w końcu zgryzania ściśle przylegając do podłoża[5].

Mechanizmy fizjologiczne (chemiczne) polegają głównie na syntezie metabolitów wtórnych oraz białek toksycznych lub odstraszających. Terpenoidy, alkaloidy, antocyjany, związki fenolowe oraz chinony mogą powodować śmierć zwierząt[4], negatywnie wpływać na ich rozwój[6], odstraszać lub zaburzać metabolizm[7]. Mimo początkowych wątpliwości, czy metabolity wtórne są produktem wytwarzanym specjalnie w celu obrony przed roślinożercami, czy są tylko wykorzystywanym tak produktem ubocznym metabolizmu, przeważa ten pierwszy pogląd[8].

W przypadku obrony przed żywiącymi się roślinami owadami, organizmy żywicielskie wytwarzają substancje chemiczne przywabiające drapieżniki zjadające roślinożerców[9]. Pośrednia ochrona przed żywiącymi się roślinami owadami jest coraz częściej badana. Ma to związek z poszukiwaniem przyjaznych dla środowiska metod ochrony roślin wykorzystywanych w rolnictwie[10].

Chemiczna obrona może mieć charakter konstytutywny, związki szkodliwe dla roślinożerców wytwarzane są przez roślinę przez cały czas lub jest indukowana przez atak. W drugim przypadku szkodliwe związki chemiczne wytwarzane są w efekcie uszkodzenia rośliny[7]. Za indukcje reakcji obronnej roślin mogą odpowiadać elicytory obecne już w jajach składanych przez owady[11].

Obrona pośrednia[edytuj | edytuj kod]

Wiele roślin skutecznie broni się przed owadami roślinożernymi poprzez współpracę z organizmami drapieżnymi lub pasożytniczymi, pełniącymi rolę agentów chroniących przez roślinożercami[12]. Rośliny wabią mutualistów za pomocą lotnych związków organicznych albo wydzielanie nektaru[13]. Lotne związki organiczne służą do wabienia głównie drapieżnych roztoczy i pasożytniczych os. Wydzielany nektar przyciąga przede wszystkim mrówki. Wytworzenie substancji wabiących następuje w efekcie działania hormonu roślinnego, kwasu jasmonowego w reakcji na uszkodzenia powstające podczas żerowania owadów roślinożernych[10]. Wykazano znaczący udział obrony z udziałem mrówek roślin trawiastych ekosystemów Brazylii. Mrówki zapewniają skuteczną obronę przed gąsienicami[14]. Motyle unikają składania jaj na roślinach bronionych przez mrówki[15].

Mimikra jako mechanizm obronny[edytuj | edytuj kod]

Motyle składające jaja na roślinie unikają roślin, na których już znajdują się jaja złożone przez inną samicę. W wyniku ewolucji niektóre z roślin wykształciły struktury przypominające jaja motyli. W ten sposób motyle z rodzaju Heliconius zniechęcane są przez rośliny z rodzaju Passiflora[16].

Także podobieństwo jasnoty białej do parzącej pokrzywy zwyczajnej oraz przedstawicieli rodzaju litops do kamieni opisywane jest jako przykład mimetyzmu chroniącego przed roślinożercami[5].

Przypisy[edytuj | edytuj kod]

  1. AR. War, MG. Paulraj, T. Ahmad, AA. Buhroo i inni. Mechanisms of plant defense against insect herbivores.. „Plant Signal Behav”. 7 (10), s. 1306-20, Oct 2012. doi:10.4161/psb.21663. PMID 22895106. 
  2. 2,0 2,1 S. Rasmann, AA. Agrawal. Plant defense against herbivory: progress in identifying synergism, redundancy, and antagonism between resistance traits.. „Curr Opin Plant Biol”. 12 (4), s. 473-8, Aug 2009. doi:10.1016/j.pbi.2009.05.005. PMID 19540153. 
  3. TR. Southwood. Insect--plant adaptations.. „Ciba Found Symp”. 102, s. 138-51, 1984. PMID 6559112. 
  4. 4,0 4,1 Hanley M. E., Lamont B. B., Fairbanks M. M., Rafferty C.M.. Plant structural traits and their role in antiherbivore defense. „Perspec. Plant Ecol Evol Syst.”. 8, s. 157-178, 2007. doi:10.1016/j.ppees.2007.01.001. 
  5. 5,0 5,1 Zbigniew Podbielkowski, Maria Podbielkowska: Przystosowania roślin do środowiska. Warszawa: Wydawnictwa Szkolne i Pedagogiczne, 1992, s. 388-392. ISBN 83-02-04299-4.
  6. WS. Bowers. Insect-plant interactions: endocrine defences.. „Ciba Found Symp”. 102, s. 119-37, 1984. PMID 6559111. 
  7. 7,0 7,1 A. Mithöfer, W. Boland. Plant defense against herbivores: chemical aspects.. „Annu Rev Plant Biol”. 63, s. 431-50, Jun 2012. doi:10.1146/annurev-arplant-042110-103854. PMID 22404468. 
  8. Charles Krebs: Ekologia. Eksperymentalna analiza rozmieszczenia i liczebności. Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN, 1997, s. 270. ISBN 83-01-12041-X. (pol.)
  9. GA. Howe, G. Jander. Plant immunity to insect herbivores.. „Annu Rev Plant Biol”. 59, s. 41-66, 2008. doi:10.1146/annurev.arplant.59.032607.092825. PMID 18031220. 
  10. 10,0 10,1 M. Heil. Indirect defence via tritrophic interactions.. „New Phytol”. 178 (1), s. 41-61, 2008. doi:10.1111/j.1469-8137.2007.02330.x. PMID 18086230. 
  11. M. Hilker, T. Meiners. Early herbivore alert: insect eggs induce plant defense.. „J Chem Ecol”. 32 (7), s. 1379-97, Jul 2006. doi:10.1007/s10886-006-9057-4. PMID 16718566. 
  12. G. Arimura, C. Kost, W. Boland. Herbivore-induced, indirect plant defences.. „Biochim Biophys Acta”. 1734 (2), s. 91-111, May 2005. doi:10.1016/j.bbalip.2005.03.001. PMID 15904867. 
  13. M. Heil, C. Kost. Priming of indirect defences.. „Ecol Lett”. 9 (7), s. 813-7, Jul 2006. doi:10.1111/j.1461-0248.2006.00932.x. PMID 16796571. 
  14. PS. Oliveira, AV. Freitas. Ant-plant-herbivore interactions in the neotropical cerrado savanna.. „Naturwissenschaften”. 91 (12), s. 557-70, Dec 2004. doi:10.1007/s00114-004-0585-x. PMID 15551026. 
  15. SF. Sendoya, AV. Freitas, PS. Oliveira. Egg-laying butterflies distinguish predaceous ants by sight.. „Am Nat”. 174 (1), s. 134-40, Jul 2009. doi:10.1086/599302. PMID 19456265. 
  16. GS. Frankel. The raison d'ĕtre of secondary plant substances; these odd chemicals arose as a means of protecting plants from insects and now guide insects to food.. „Science”. 129 (3361), s. 1466-70, May 1959. PMID 13658975.