Angesichts der schlechten Bodenbedingungen entwickelten einige Pflanzen eine neuartige Lösung: Fleisch zu essen.
In meinem Biologie-Einführungskurs haben wir etwas über ein ziemlich einfaches Konzept gelernt, das als Nahrungskette bekannt ist. Es besteht aus „Produzenten“ (Pflanzen), die Nahrung auf magische Weise aus Sonnenlicht herstellen, und „Verbrauchern“ (dem Rest von uns), die die Pflanzen oder Tiere essen, die die Pflanzen gegessen haben, oder Tieren, die die Tiere gegessen haben, die die Pflanzen gegessen haben , und so weiter. Es ist klar, dass fleischfressende Pflanzen an diesem Tag den Unterricht ausließen und später in der Woche die Nahrungskette durchtrennten und anfingen, Tiere zu verzehren. Pflanzen, die Tiere essen, klingen vielleicht wie ein kranker Streich, aber die natürliche Selektion machte diesen Witz mindestens sechs Mal und führte zur Entwicklung einer Vielzahl von fleischfressenden Pflanzen, von denen einige in der Lage sind, einen so großen Organismus wie eine Ratte aufzunehmen . Sie sehen zwar alle stationär und wehrlos aus, lassen sich aber nicht täuschen. Fleischfressende Pflanzen würden dich fressen, wenn sie die Chance hätten.
Warum Pflanzen, warum?
Photogene Kannenpflanzen. Bildnachweis: Andreas Eils
Was brachte diese Pflanzen dazu, Anstand und natürliche Ordnung zu verachten und einen so abweichenden Lebensstil anzunehmen? Nun, wie alles andere da draußen, versuchen sie nur, durchzukommen. Wie bei ihren traditionelleren Verwandten tanken sich fleischfressende Pflanzen durch Photosynthese. Dieser Prozess erfordert nicht nur Sonnenlicht, sondern auch Wasser, Kohlendioxid (aus der Atmosphäre gewonnen) und verschiedene elementare Nährstoffe wie Stickstoff. Normalerweise beziehen Pflanzen diese Nährstoffe über ihre Wurzeln aus dem Boden. Aber die Bodenqualität ist nicht immer so fabelhaft. Gebiete wie Sümpfe und andere Feuchtgebiete bieten nur geringe Mengen an Stickstoff. In solchen Umgebungen haben sich fleischfressende Pflanzen entwickelt, um Stickstoff durch den Verzehr von Tieren (hauptsächlich Insekten) zu ergänzen.
Aber es gibt einen Kompromiss zu dieser geschickten Anpassung. Der Verzehr von Insekten erfordert Energie, sowohl beim Einfangen als auch beim Verdauen von Beute, wodurch weniger Energie für die Photosynthese übrig bleibt, die all das Insektenfressen eigentlich antreiben soll. Fleischfressende Pflanzen photosynthetisieren in der Tat mit erheblich geringeren Raten als normale Pflanzen. Somit ist die zweite Bedingung, die die Entwicklung des Fleischessens in Pflanzen begünstigt, reichliches Sonnenlicht. Tatsächlich sind die wasserreichen Häuser fleischfressender Pflanzen von der Sonne durchtränkt, sodass selbst die ineffizientesten Photosynthesizer gedeihen können, sofern sie diese schwer fassbaren Nährstoffe erhalten.
Eine bessere Mausefalle bauen
Da Pflanzen nicht in der Lage sind, ihr Abendessen zu verjagen, müssen sie stattdessen Beute anlocken und sicherstellen, dass sie nicht entkommen kann. Es gibt 5 Arten von Fanggeräten, die von diesen schlauen Pflanzen verwendet werden - Snap, Pitcher, Flypaper, Blase. und Hummer-Topf-Fallen.
Das Fangen von Bugs ist ein Kinderspiel, wenn Sie die richtige Falle haben. Bildnachweis: Derek Gavey
Fangfallen sind die Methode, die von den am besten publizierten fleischfressenden Pflanzen angewendet wird. die Venusfliegenfalle. * Wie das Wort "Schnappen" andeutet, beruht diese Methode auf schnellen Bewegungen. Die Fliegenfalle hat 2 Lappen, die sich in einer konvexen Konfiguration befinden und mit mehreren Abzugsharnen ausgekleidet sind. Wenn ein Insekt die Haare stolpert, wandeln sich die Lappen schnell von konvex zu konkav und bilden ein Gefängnis um die ahnungslose Beute. † Die geschlossenen Lappen bilden auch die Verdauungsarena, in die Enzyme freigesetzt werden. Es dauert ungefähr eine Woche, bis die Enzyme ihre Arbeit erledigt haben. Danach öffnet sich die Falle wieder für das Geschäft.
An Ranken hängen altertümliche Kannenpflanzen der Familie Nepenthaceae. Bildnachweis: Duesentrieb
Kannenpflanzen sind mein Favorit unter den Fleischfressern. Ihre Fallen, auch als „Fallstricke“ bekannt, beruhen nicht auf Bewegung, sondern auf der Schaffung einer Landschaft, die sowohl verlockend als auch unausweichlich ist. Die Formen sind vielfältig. Einige sehen aus wie Champagnerflöten, andere wie Kondome, die als Wasserballons missbraucht werden, aber die Grundidee ist dieselbe: Die Pflanzen bilden ein Gefäß, das mit Verdauungsenzymen gefüllt ist, in die Beute fällt. Die Öffnung zum Krug kann mit Blumenfarben oder süßem Nektar geschmückt sein. Am wichtigsten ist, dass es rutschig ist und einen schnellen Abstieg in den darin enthaltenen klebrigen Treibsand gewährleistet. Während Insekten die am häufigsten gefangenen Lebensmittel sind, sammeln große Krüge manchmal Reptilien und sogar kleine Säugetiere.
Bildnachweis: Noah Elhardt
Fliegenfänger sind eine weitere beliebte Wahl bei Pflanzen, die Insekten lieben. Sie funktionieren ähnlich wie das Fliegenpapier, das Sie in der Drogerie kaufen können, um Haushaltsschädlinge zu bekämpfen (wenn Sie nichts dagegen haben, dass ein paar tote Fliegen von Ihrer Decke hängen). Drüsen auf den Blättern der Pflanzen versickern mit dem notwendigen Klebstoff, an dem Insekten haften können, sowie mit Verdauungsenzymen. Einige Varianten, wie der Sonnentau, können ihre klebrigen Tentakel bewegen, um ihre Beute besser einhüllen zu können. Die verflüssigten Reste der Insekten werden durch dieselbe Oberfläche absorbiert, die sie eingeschlossen hat.
Blasenkraut. Bildnachweis: Michal Rubes
Blasenfallen, eine andere Technik, bei der sich Pflanzen bewegen, saugen Beute in ihre Verdauungshöhlen. Solche Unterwasserfallen existieren in Pflanzen einer einzigen Gattung, Utricularia, die Blasenkraut. Die fava-bohnenförmigen Blasen pumpen Wasser ab und erzeugen ein Vakuum im Inneren. Wenn eine mögliche Mahlzeit erkannt wird, schwingt eine Falltür auf und saugt alles in der Nähe an, bevor sie wieder zuschlägt. Die Beute wird verdaut und das Wasser wird wieder abgepumpt, wodurch erneut ein Vakuum entsteht, um das nächste Opfer aufzufangen.
Die oberen und unteren Strukturen einer Korkenzieheranlage. Bildnachweis: Noah Elhardt
Einzigartig in der Gattung GenliseaDie als Korkenzieherpflanzen bezeichnete Hummerfalle funktioniert nach dem Prinzip eines leicht zu erkennenden Eingangs, aber ohne sichtbare Ausgänge - ähnlich wie in einem Vorort-Einkaufszentrum. Die oberirdischen Blätter dieser Pflanzen verbergen ein Labyrinth wurzelartiger unterirdischer Tunnel. Insekten dringen in diese ein, verirren sich und sterben irgendwo im Food Court. Die Spiralen, die den unteren Teil bilden, sind mit nach innen gerichteten Haaren ausgekleidet, die Insekten daran hindern, die Richtung umzukehren und so auszugehen, wie sie hereingekommen sind.
Zeitraffer-Technologie
Wie kann sich eine Venusfliegenfalle schnell genug bewegen, um eine Fliege zu fangen, wenn sie nicht einmal Muskeln hat? Für die fleischfressenden Pflanzen, die auf Geschwindigkeit angewiesen sind, werden die Fallen zumindest teilweise durch Wasser angetrieben. Der Wasserfluss innerhalb der Pflanze kann zum Schrumpfen und Quellen bestimmter Teile führen. In einer kleinen Anlage wie dem Wasserrad (einem anderen Schnapprad) kann Wasser allein ausreichen, um die für das Einfangen von Beute erforderlichen schnellen Ausfallschritte zu erzielen. Größere Pflanzen verwenden kleine wasserbetriebene Bewegungen, um Fallen auszulösen, die auf eingebauten Instabilitäten beruhen, wie das Unterdruckvakuum des Blasenkrauts oder die erzwungene konvexe Konfiguration der Venusfliegenfalle. Diese instabilen Formen können nach und nach aufgebaut werden und funktionieren wie gedehnte Gummibänder, die bei leichtester Berührung einrasten.
Offene (konvexe) und geschlossene (konkave) Formen der Venusfliegenfalle. Bildnachweis: Noah Elhardt und Sanjay Acharya
Natürlich muss all diese schnelle Bewegung auch zeitlich gut abgestimmt sein, um das sich ebenso schnell bewegende Insekt zu beschaffen. Beutekontakt mit den Triggerhaaren der Pflanze liefert den Anreiz, den Prozess zu starten, und übermittelt die Informationen über ein elektrisches Signal. Dies ähnelt der Kommunikation in Nerven- und Muskelzellen von Tieren wie uns. ‡
Pflanzenbewegungen sind keine Seltenheit und beschränken sich auch nicht darauf, Insekten zu fangen. Einige Pflanzen verwenden explosive Bewegungen, um Samen oder Pollen zu verbreiten.
Und was ist mit der Bestäubung?
Eine Blume blüht weit vom Krug entfernt. Bildnachweis: Shireen Gonzaga.
Wenn Sie sich fragen, ob fleischfressende Pflanzen zur Bestäubung auf Insekten angewiesen sind, lautet die Antwort "Ja". Dies kann möglicherweise zu Konflikten führen. Wie können solche Pflanzen es vermeiden, in die Hand zu beißen, die sie füttert (oder in diesem Fall in die Hand, die ihre Fortpflanzung erleichtert)? Die meisten Pflanzen haben darauf geachtet, die Aktivitäten des Essens und der Bestäubung räumlich oder zeitlich getrennt zu halten. Fallen und Blumen können zu verschiedenen Jahreszeiten oder nur an verschiedenen Stellen der Pflanze wachsen. Es ist auch hilfreich, genügend Unterschiede in Größe und Form zwischen Fallen und Blumen zu haben, um jeweils verschiedene Insekten anzulocken.
Ein Fleischfresser für sich
Falls Sie Ihre Lektion nicht aus dem Film gelernt haben Kleiner Laden der Schreckenkönnen Sie fleischfressende Pflanzen in Ihrem eigenen Zuhause anbauen. Stellen Sie einfach sicher, dass Sie sie von einem legitimen Erzeuger kaufen, da einige dieser Pflanzen bis zur Ausrottung überholt wurden. Das illegale Wildern von Venusfliegenfallen in North Carolina war ein Problem genug, dass das US-Landwirtschaftsministerium damit begann, die Pflanzen in freier Wildbahn mit einem angeblich harmlosen Farbstoff zu besprühen, der im UV-Licht leuchtet.
Kultivierter Kapsonntau. Bildnachweis: Shireen Gonzaga
Und wenn Sie noch kein Neuling in der Aufzucht von Phantasiepflanzen sind, sollten Sie mit solchen Pflanzen beginnen, die nicht zu anspruchsvoll sind. Wikipedia nennt den Sonnentau am Kap als "sehr tolerant gegenüber Misshandlungen". Nun, das ist meine Art von Pflanze.
* Trotz seines Namens ernährt sich die Venusfliegenfalle hauptsächlich von Ameisen, Spinnen, Käfern und Heuschrecken.
† Kleinere Insekten können manchmal aus der Falle entkommen. Dies ist keine schlechte Sache, da es der Fliegenfalle erspart, viel Verdauungsarbeit zu verrichten, um einen mageren Snack zu erhalten.
‡ Wenn Sie mehr über Aktionspotentiale erfahren möchten, haben Sie es. Mir fehlt der Raum und die Qualifikation, um solche Details hier in Angriff zu nehmen.
Dieser Beitrag wurde ursprünglich im April veröffentlicht. 2011.