دام گياهان براي گياهخوران
نويسنده: مهدي ميرزايي / رامين اسماعيلي
نگاهي به زندگي گياهان شكارچي
عجايب در دنياي زنده كم نيستند. ساده ترين شكل حيات؛ يعني سلول كه از مولكول هاي بيجان ساخته شده اما داراي حيات است. يكي از شگفتي هاي آفرينش است. هرچند هر موجود زنده اي در اين دنيا يك شگفتي است اما بدون شك يكي از عجايب در ميان موجودات زنده گياهاني هستند كه برخلاف ديگر بستگانشان از پروتئين جانوران تغذيه مي كنند. معمولاً ما گياهان را موجوداتي مي شناسيم كه با انجام عمل فتوسنتز و با كمك انرژي خورشيد و با استفاده از عناصر معدني و گاز دي اكسيد كربن غذاي خود را مي سازند و در نقطه مقابل اين جانوران گياهخوار هستند كه از گياهان تغذيه مي كنند اما در اين صفحات دانستني ها با واقعيتي روبه رو مي شويد به نام گياهان گوشتخوار؛ گياهاني كه جانوران را مي خورند.
گياهان گوشتخوار يا همان گياهان شكارچي مواد غذايي (و نه انرژي) مورد نياز خود را از شكار جانوارن و آغازيان و مشخصاً حشرات و ديگر بندپايان تأمين مي كنند اين گونه گياهان معمولاً در مناطقي رشد و توسعه پيدا مي كنند كه خاك از نظر مواد مغذي براي گياهان، به ويژه نيتروژن فقير باشد. اولين كتابي كه درباره اين گياهان نوشته شده در سال 1875 و توسط چارلز داروين با نام «گياهان حشره خوار» بوده است. اين موضوع نشان مي دهد گياهان گوشتخوار از سال ها پيش توجه زيست شناسان را به خود جلب كرده اند. گياهان شكارچي در پنج راسته از گياهان گلدار جاي مي گيرند و شامل بيش از 12 جنس و 630 گونه مي شوند كه شكار خود را جذب مي كنند يا براي آنها تله مي گذارند. اين گياهان پس از شكار طعمه، آنزيم هاي گوارشي ترشح مي كنند و مواد غذايي حاصل از گوارش بدن طعمه را مورد استفاده قرار مي دهند.
تنوع در نحوه جذب و به دام انداختن طعمه در اين گياهان جالب توجه است. درپوش در گونه Darlingtonia californica كه به نام گياه كبرا (Cobra plant) معروف است، به شكل يك بالون است كه محكم به دهانه كوزه چسبيده است. اين اتاقك بادكنك مانند داراي لكه هايي است كه برگ در آن قسمت ها بدون كلروفيل است و بنابراين نور مي تواند از آنها عبور كند و شفاف ديده مي شوند. حشراتي مانند مورچه ها كه وارد اين اتاقك مي شوند، در تلاش براي آزاد كردن خود از اين زندان بادكنكي، به درون اندام گوارشي گياه فرو مي افتند و تبديل به غذاي گياه مي شوند. در برخي گياهان كه شكل ظاهري درپوش، شبيه به دم ماهي (Fish tails) است، حشراتي كه فريب ظاهر گياه را مي خورند و به دام مي افتند، بيشتر است.
گروه ديگري از گياهان شكارچي كه تله هايي از نوع كوزه اي شكل دارند، به جنس Nepenthes تعلق دارند. در بيش از صد گونه از اين گياهان، اندام گوارشي كوزه مانند در انتهاي رشته هاي پيچك مانندي كه به نظر مي رسد ادامه رگبرگ مياني برگ باشند، تشكيل مي شود. بيشتر گونه هاي اين جنس حشرات را شكار مي كنند اما آنها كه بزرگ تر هستند و مشخصاً گونه N. rajah مي توانند پستانداران كوچك و خزندگان را نيز بگيرند. اينها در واقع از منابع غذايي متنوع تري نسبت به حشره خواران كوچك بهره مند هستند. با اين همه خوشبختانه جاي نگراني براي ما انسان ها نيست؛ چون در دنياي گياهان گوشتخوار، هنوز گياهي كه بتواند انسان را طعمه خود كند، گزارش نشده است.
تنوع در ساختارهاي تله را مي توان در يك گونه ديگر هم ديد؛ گونه N. bicalcarata داراي دو خار تيز در لبه اندام گوارشي خود است كه حشرات طعمه را در موقعيت مخاطره آميزي قرار مي دهد و چون حشرات قادر به حركت روي آن خارها نيستند، از روي آن سر خورده و به داخل اندام كوزه مانند گياه مي افتند.
در ميان گياهان كوزه دار دو گروه ديگر نيز قابل بررسي است. گياه آلباني (Albany pitcher plant) با نام علمي Cephalotus follicularis يك گوشتخوار كوچك است كه در غرب استراليا زندگي مي كند. در اطراف دهانه باز اندام كوزه مانند (peristome) اين گونه، خارهايي وجود دارد كه علاوه بر توليد نكتار، مانع از فرار حشره به دام افتاده مي شود. ضمن اين كه سطح مومي و لعابي داخلي اندام گوارشي براي حشرات لغزنده است و حشرات قادر به بالا رفتن از آن نيستند. اندام كوزه مانند در اين گياه، با نقوشي كه به وسيله رنگدانه هاي آنتوسيانيني ايجاد شده، به شكل يك گل زيبا ديده مي شود و اين طرح و رنگ در كنار توليد نكتار، حشرات را به خود جلب مي كند. نكته جالب اينكه در بعضي گونه ها مثل Sarraceniaflava، نكتارها با سم مهلكي كه در شوكران هم يافت مي شود (يك آلكالوئيد سمي به نام coniine)، مخلوط شده است تا مكانيسم تله گذاري با مسموم كردن طعمه كامل شود!
و آخرين گوشتخواري كه با اين شيوه يعني دارا بودن ساختار كوزه مانند اقدام به شكار طعمه مي كنند، گونه اي است به نام Brocchiniareducta. در اندام گلدان مانند اين گياهان، به سرعت آب جمع مي شود و در نتيجه محيط زيستي جذاب اما خطرناك براي قورباغه ها و حشرات آبزي و البته محيط مناسبي براي ميكروارگانيسم هاي مفيد براي گياه مثل باكتري هاي تثبيت كننده نيتروژن فراهم مي شود. در واقع اندام گوارشي اين گياه با ديواره هاي مومي و لغزنده و جميعيت زياد باكتري هايي كه آنزيم هاي گوارشي توليد مي كنند، يك تله اختصاصي براي حشرات محسوب مي شود.
گياه Roridula رابطه بسيار بيشتري با شكار خود دارد. گياهان متعلق به اين جنس نمي توانند به صورت مستقيم از حشراتي كه شكار مي كنند سود ببرند. در عوض آنها يك رابطه همزيستي با نوعي حشره به نام سوسك هاي قاتل دارند كه حشرات شكار شده را مي خورد و گياه از مواد غذايي موجود در مدفوع اين سوسك ها براي تغذيه استفاده مي كند. تعداد زيادي از گونه هاي موجود در خانواده Martyniaveae مانند Ibicella letea داراي برگ هاي ضخيمي هستند كه حشرات را شكار مي كنند اما در حقيقت اين گياهان خصوصيات كامل گوشتخواري را نشان نمي دهند. همچنين بذر گياه Shepherds purse، محفظه گل در Paepalanthus bromelioides، براكته هاي Passiflora foetida يا ساقه هاي گل در Triggerplants حشرات را شكار كرده و مي كشند اما در مورد اينكه آيا اين گياهان در گروه گياهان گوشتخوار طبقه بندي مي شوند يا نه، بين دانشمندان بحث است. توليد آنزيم هاي اختصاصي هضم شكار (پروتئازها، ريبونوكئازها، فسفاتازها و...) گاهي اوقات به عنوان مشخصه براي گوشتخواري يك گياه محسوب مي شود اما نكته قابل تأمل اينكه اين موارد نمي تواند گياهاني مانند «هليامفورا» و «دارلينگتون» را شامل شود زيرا اين گياهان هر چند هيچ گونه آنزيمي را توليد نمي كنند ولي با كمك باكتري هاي همزيست موفق به هضم شكار خود و استفاده غذايي از آنها شده و به طور معمول جزو گياهان گوشتخوار محسوب مي شوند.
بسته شدن تله: در صورتي كه سنجاقك هر دو محرك را همزمان لمس كند. تله فعال مي شود و با بسته شدن لولا ها، ناگهان كفه ها حشره را مي قاپند و در كمتر از صدم ثانيه اي حشره در دام گياه گرفتار مي شود. در همين هنگام است كه ميخ هاي اطراف لوب ها مانند انگشتان يك دست جمع مي شوند و شرايط را براي گريختن سنجاقك دشوار مي سازند.
هضم شكار: پس از بسته شدن تله، كفه ها آنزيم هضم كننده را از خود ترشح مي كنند. با اين فرايند بدن سنجاقك تجزيه و مواد مغزي اي كه گياه نياز دارد آزاد مي شوند. دو هفته زمان مي برد تا تله بار ديگر باز شود و با خارج شدن لاشه حشره از گياه، بار ديگر براي صيد آماده شود. البته هر تله تنها فرصت هضم دو تا سه وعده غذايي را دارد و سپس پژمرده مي شود.
منبع: نشريه دانستنيها شماره 31
عجايب در دنياي زنده كم نيستند. ساده ترين شكل حيات؛ يعني سلول كه از مولكول هاي بيجان ساخته شده اما داراي حيات است. يكي از شگفتي هاي آفرينش است. هرچند هر موجود زنده اي در اين دنيا يك شگفتي است اما بدون شك يكي از عجايب در ميان موجودات زنده گياهاني هستند كه برخلاف ديگر بستگانشان از پروتئين جانوران تغذيه مي كنند. معمولاً ما گياهان را موجوداتي مي شناسيم كه با انجام عمل فتوسنتز و با كمك انرژي خورشيد و با استفاده از عناصر معدني و گاز دي اكسيد كربن غذاي خود را مي سازند و در نقطه مقابل اين جانوران گياهخوار هستند كه از گياهان تغذيه مي كنند اما در اين صفحات دانستني ها با واقعيتي روبه رو مي شويد به نام گياهان گوشتخوار؛ گياهاني كه جانوران را مي خورند.
گياهان گوشتخوار يا همان گياهان شكارچي مواد غذايي (و نه انرژي) مورد نياز خود را از شكار جانوارن و آغازيان و مشخصاً حشرات و ديگر بندپايان تأمين مي كنند اين گونه گياهان معمولاً در مناطقي رشد و توسعه پيدا مي كنند كه خاك از نظر مواد مغذي براي گياهان، به ويژه نيتروژن فقير باشد. اولين كتابي كه درباره اين گياهان نوشته شده در سال 1875 و توسط چارلز داروين با نام «گياهان حشره خوار» بوده است. اين موضوع نشان مي دهد گياهان گوشتخوار از سال ها پيش توجه زيست شناسان را به خود جلب كرده اند. گياهان شكارچي در پنج راسته از گياهان گلدار جاي مي گيرند و شامل بيش از 12 جنس و 630 گونه مي شوند كه شكار خود را جذب مي كنند يا براي آنها تله مي گذارند. اين گياهان پس از شكار طعمه، آنزيم هاي گوارشي ترشح مي كنند و مواد غذايي حاصل از گوارش بدن طعمه را مورد استفاده قرار مي دهند.
مكانيسم هاي تله گذاري
گياهان كوزه دار (Pitcherplatns)
تنوع در نحوه جذب و به دام انداختن طعمه در اين گياهان جالب توجه است. درپوش در گونه Darlingtonia californica كه به نام گياه كبرا (Cobra plant) معروف است، به شكل يك بالون است كه محكم به دهانه كوزه چسبيده است. اين اتاقك بادكنك مانند داراي لكه هايي است كه برگ در آن قسمت ها بدون كلروفيل است و بنابراين نور مي تواند از آنها عبور كند و شفاف ديده مي شوند. حشراتي مانند مورچه ها كه وارد اين اتاقك مي شوند، در تلاش براي آزاد كردن خود از اين زندان بادكنكي، به درون اندام گوارشي گياه فرو مي افتند و تبديل به غذاي گياه مي شوند. در برخي گياهان كه شكل ظاهري درپوش، شبيه به دم ماهي (Fish tails) است، حشراتي كه فريب ظاهر گياه را مي خورند و به دام مي افتند، بيشتر است.
گروه ديگري از گياهان شكارچي كه تله هايي از نوع كوزه اي شكل دارند، به جنس Nepenthes تعلق دارند. در بيش از صد گونه از اين گياهان، اندام گوارشي كوزه مانند در انتهاي رشته هاي پيچك مانندي كه به نظر مي رسد ادامه رگبرگ مياني برگ باشند، تشكيل مي شود. بيشتر گونه هاي اين جنس حشرات را شكار مي كنند اما آنها كه بزرگ تر هستند و مشخصاً گونه N. rajah مي توانند پستانداران كوچك و خزندگان را نيز بگيرند. اينها در واقع از منابع غذايي متنوع تري نسبت به حشره خواران كوچك بهره مند هستند. با اين همه خوشبختانه جاي نگراني براي ما انسان ها نيست؛ چون در دنياي گياهان گوشتخوار، هنوز گياهي كه بتواند انسان را طعمه خود كند، گزارش نشده است.
تنوع در ساختارهاي تله را مي توان در يك گونه ديگر هم ديد؛ گونه N. bicalcarata داراي دو خار تيز در لبه اندام گوارشي خود است كه حشرات طعمه را در موقعيت مخاطره آميزي قرار مي دهد و چون حشرات قادر به حركت روي آن خارها نيستند، از روي آن سر خورده و به داخل اندام كوزه مانند گياه مي افتند.
در ميان گياهان كوزه دار دو گروه ديگر نيز قابل بررسي است. گياه آلباني (Albany pitcher plant) با نام علمي Cephalotus follicularis يك گوشتخوار كوچك است كه در غرب استراليا زندگي مي كند. در اطراف دهانه باز اندام كوزه مانند (peristome) اين گونه، خارهايي وجود دارد كه علاوه بر توليد نكتار، مانع از فرار حشره به دام افتاده مي شود. ضمن اين كه سطح مومي و لعابي داخلي اندام گوارشي براي حشرات لغزنده است و حشرات قادر به بالا رفتن از آن نيستند. اندام كوزه مانند در اين گياه، با نقوشي كه به وسيله رنگدانه هاي آنتوسيانيني ايجاد شده، به شكل يك گل زيبا ديده مي شود و اين طرح و رنگ در كنار توليد نكتار، حشرات را به خود جلب مي كند. نكته جالب اينكه در بعضي گونه ها مثل Sarraceniaflava، نكتارها با سم مهلكي كه در شوكران هم يافت مي شود (يك آلكالوئيد سمي به نام coniine)، مخلوط شده است تا مكانيسم تله گذاري با مسموم كردن طعمه كامل شود!
و آخرين گوشتخواري كه با اين شيوه يعني دارا بودن ساختار كوزه مانند اقدام به شكار طعمه مي كنند، گونه اي است به نام Brocchiniareducta. در اندام گلدان مانند اين گياهان، به سرعت آب جمع مي شود و در نتيجه محيط زيستي جذاب اما خطرناك براي قورباغه ها و حشرات آبزي و البته محيط مناسبي براي ميكروارگانيسم هاي مفيد براي گياه مثل باكتري هاي تثبيت كننده نيتروژن فراهم مي شود. در واقع اندام گوارشي اين گياه با ديواره هاي مومي و لغزنده و جميعيت زياد باكتري هايي كه آنزيم هاي گوارشي توليد مي كنند، يك تله اختصاصي براي حشرات محسوب مي شود.
گياهان تله گذار (Snaptrap)
گياهان گوشتخوار حد واسط
گياه Roridula رابطه بسيار بيشتري با شكار خود دارد. گياهان متعلق به اين جنس نمي توانند به صورت مستقيم از حشراتي كه شكار مي كنند سود ببرند. در عوض آنها يك رابطه همزيستي با نوعي حشره به نام سوسك هاي قاتل دارند كه حشرات شكار شده را مي خورد و گياه از مواد غذايي موجود در مدفوع اين سوسك ها براي تغذيه استفاده مي كند. تعداد زيادي از گونه هاي موجود در خانواده Martyniaveae مانند Ibicella letea داراي برگ هاي ضخيمي هستند كه حشرات را شكار مي كنند اما در حقيقت اين گياهان خصوصيات كامل گوشتخواري را نشان نمي دهند. همچنين بذر گياه Shepherds purse، محفظه گل در Paepalanthus bromelioides، براكته هاي Passiflora foetida يا ساقه هاي گل در Triggerplants حشرات را شكار كرده و مي كشند اما در مورد اينكه آيا اين گياهان در گروه گياهان گوشتخوار طبقه بندي مي شوند يا نه، بين دانشمندان بحث است. توليد آنزيم هاي اختصاصي هضم شكار (پروتئازها، ريبونوكئازها، فسفاتازها و...) گاهي اوقات به عنوان مشخصه براي گوشتخواري يك گياه محسوب مي شود اما نكته قابل تأمل اينكه اين موارد نمي تواند گياهاني مانند «هليامفورا» و «دارلينگتون» را شامل شود زيرا اين گياهان هر چند هيچ گونه آنزيمي را توليد نمي كنند ولي با كمك باكتري هاي همزيست موفق به هضم شكار خود و استفاده غذايي از آنها شده و به طور معمول جزو گياهان گوشتخوار محسوب مي شوند.
گوشتخوار كوزه اي آمريكاي شمالي Sarracenias
گوشتخوار كره اي Butter wort
شبنم خورشيد derosera، sun dew
Bladderwort گوشتخوار كيسه دار (مثانه دار)
ونوس مگس خوار
بسته شدن تله: در صورتي كه سنجاقك هر دو محرك را همزمان لمس كند. تله فعال مي شود و با بسته شدن لولا ها، ناگهان كفه ها حشره را مي قاپند و در كمتر از صدم ثانيه اي حشره در دام گياه گرفتار مي شود. در همين هنگام است كه ميخ هاي اطراف لوب ها مانند انگشتان يك دست جمع مي شوند و شرايط را براي گريختن سنجاقك دشوار مي سازند.
هضم شكار: پس از بسته شدن تله، كفه ها آنزيم هضم كننده را از خود ترشح مي كنند. با اين فرايند بدن سنجاقك تجزيه و مواد مغزي اي كه گياه نياز دارد آزاد مي شوند. دو هفته زمان مي برد تا تله بار ديگر باز شود و با خارج شدن لاشه حشره از گياه، بار ديگر براي صيد آماده شود. البته هر تله تنها فرصت هضم دو تا سه وعده غذايي را دارد و سپس پژمرده مي شود.
منبع: نشريه دانستنيها شماره 31
