CUM DEVIN CARNIVORE UNELE PLANTE?

Toate plantele au nevoie de nitrogen si fosfor pentru ca celulele lor sa creeze proteine si acizi nucleici. Majoritatea plantelor extrag aceste elemente din sol, unde sunt eliberate de bacterii si fungi, prin descompunerea materiei organice. Cu toate acestea, in unele habitate, dezvoltarea acestor microorganisme este impiedicata, astfel ca pamantul devine sarac in substante hranitoare. Un exemplu de acest gen sunt mlastinile, unde muschiul produce acizi organici care ucid multi din microbii care sunt responsabili cu reciclarea substantelor nutritive din pamant. Situatia este inrautatita de cantitatea mare de ploaie care cade in zonele respective; apa tinde sa spele nitratii din pamant.

Probleme de acelasi tip apar si la plantele epifite (care traiesc pe alte plante, fara sa fie parazite, acestea servindu-le numai ca sprijin), deoarece acolo exista foarte putin pamant din care sa isi extraga substantele nitratii sau fosfatii. Unele plante cre traiesc in aceste conditii au ''rezolvat'' problema formand o simbioza cu bacteria care fixeaza nitrogenul. Cu toate acestea, plantele carnivore au evoluat in asa fel, incat ''fura'' substantele nutritive de care au nevoie de la insectele sau chiar animalele mici care le cad prada. Revenind la intrebarea de la inceputul articolului, pentru ca acest tip de plante sa fie ''castigatoare'' in lupta selectiei naturale, trebuie ca beneficiile dezvoltarii si inmultirii mai rapide, datorate modului in care se hranesc, sa fie mult mai mare comparativ cu plantele obisnuite.


CUM AU DEVENIT CARNIVORE UNELE PLANTE?

Exista mai mult de un sfert de milion de specii de plante care fac flori, dar din acestea, numai in jur de 550 sunt cunoscute ca fiind carnivore. Adevaratele plante carnivore probabil ca au evoluat independent dintr-un stramos comun care avea o predispozitie spre a fi carnivor, dar din care au evoluat si specii care au o nutritie normala. De exemplu, familiile droseraceae, nepenthaceae, triphyophyllum si drosophyllum sunt toate cunoscute ca fiind strans legate de ordinul caryophyllales (din care fac parte cactusii, muscatele, spanacul, roua diminetii si bougainvillea) - probabil ca stramosul lor comun avea predispozitia de care vorbeam mai sus, caracteristica evidenta prin prezenta frunzelor cu peri sau a glandelor secretoare: aceste plante formeaza un grup in care intra familiile polygonaceae, plumbaginaceae, tamaricaceae si ancistrocladaceae (multe din plantele apartinand acestor familii au glande care secreta sare sau alte substante). Ca rezultat, din acest grup s-au dezvoltat plante carnivore, partial carnivore si normale.

Multi oameni de stiinta au sugerat ca prin multitudinea de tipuri de capcane se poate identifica o trasatura comuna, in ideea ca toate s-au dezvoltat de la un design de baza - frunza cu peri (sau cu glande tentaculare). Frunzele de acest tip au capacitatea de a prinde si retine picaturile de apa de ploaie (mai ales daca au forma de scut), apa in care se dezvolta bacteriile. Insectele care se aseaza pe frunza se lipesc de suprafata de apa si se sufoca. Atunci bacteria incepe procesul descompunerii, eliberand substantele nutritive care se gasesc in insecta si pe care planta le absoarbe prin frunze. Acest sistem de hranire prin frunza se poate observa si la majoritatea plantelor care nu sunt carnivore. Plantele care ''se pricep'' mai bine sa retina insecte sau apa au asadar un avantaj, pentru ca ele au acces la mai multe substante nutritive decat plantele care nu fac asta. Apa de ploaie poate fi retinuta de planta daca aceasta isi strange frunza in forma unui cornet, transformand-o astfel intr-un fel de capcana; daca frunza dezvolta si peri cu tentacule care sa secrete substante lipicioase, insectele pot fi prinse cu usurinta - capcana ar deveni in acest caz de tip urna.

Capcana burduf - a evoluat probabil prin adancirea si inchiderea frunzei cu peri.

Capcana cleset- a evoluat probabil prin apropierea si inchiderea marginilor unei frunze cu peri; aceasta se deschide atunci cand incearca sa prinda prada, pentru a avea o suprafata mai mare de expunere.

Capcana basica - a evoluat dintr-o planta acvatica cu urna si capac, care se inchide printr-un mecanism interesant, atunci cand unul din peri este atins.

Capcana adeziva - modificarea unei frunze cu peri mai intai prin aparitia glandelor secretoare si apoi prin miscarea acestora.

Capcana plesnitoare - este o varianta a capcanei adezive, in care perii sunt mai rezistenti la miscarile pe care le face prada si secreta mai multa substanta lipicioasa.

Capcana urna - nu a avut o cale dificila de dezvoltare. Capcana s-a realizat prin adancirea si solidificarea urnei de tipul celor care se gasesc la bromelii - astfel au aparut capcanele de la Brocchinia si Catopsis. Producerea enzimelor nu este un proces vizibil.
Capcana plantelor din genul Genlisea poate fi asemanata cu cea de tip plesnitoare, numai ca frunza are forma de Y si s-a specializat in prinderea insectelor care nu zboara. Aceasta adaptare a dus la expunerea unei suprafete cat mai mari, in toate directiile si, cum frunza nu este tinuta vertical, mentinerea insectei in capcana este lasata in intregime pe seama gravitatiei.

Modul de functionare al capcanelor de tip basica, prezente la genul Utricularia, este ceva mai greu de explicat. Ele sunt asemanatoare urnelor, numai ca s-au specializat pe prada acvatica (de exemplu, Sarracenia psittacina).

Faptul ca unele plante devin carnivore este pur si simplu o adaptare la mediu si ca de obicei, este produsa prin selectie naturala, ca urmare a sute de mici schimbari care au loc pe o perioada lunga de timp, fiecare din ele contribuind la supravietuirea plantei. Daca e sa luam in considerare cum s-au acumulat toate aceste mici schimbari de-a lungul vremii in structura unei frunze obisnuite (fie ca e ea normala sau cu peri), nu e greu sa ne imaginam cum de a aparut asa o diversitate de capcane.
Transformarea plantelor normale in plante carnivore, desi s-a produs intr-o perioada indelungata, nu este asa de greu de inteles - ramane intrebarea ''de ce nu sunt mai multe specii de acest tip? De exemplu, de ce sunt numai doua tipuri de bromelii carnivore, cand toate bromeliile au urna necesara prinderii insectelor?


UNDE TRAIESC PLANTELE CARNIVORE?

Cel mai potrivit mod in care putem sa incepem raspunsul la aceasta intrebare este sa pornim de la studiul habitatelor in care traiesc si se dezvolta aceste plante.
Cea mai cunoscuta planta carnivora, plesnitoarea lui venus, a trebuit sa se adapteze unor conditii de mediu destul de dificile. Ea creste in locuri unde componenta pamantului nu prezinta aproape deloc nitrati sau calciu. Desigur, aceasta situatie a pus o problema evidenta, pentru ca nitrogenul este un element esential in sinteza fosfatului, iar calciul pentru intarirea peretilor celulari. De asemenea in habitatul respectiv solul prezinta cantitati foarte mici de fosfat si fier (fosfatul este esential petnru sinteza acizilor nucleici, iar fierul pentru sinteza clorofilei). De cele mai multe ori, pamantul este imbibat cu apa, fapt care incurajeaza producerea de ioni toxici precum amoniul, iar ph-ul este foarte acid. Amoniul poate fi folosit ca sursa de nitrogen pentru plante, dar toxicitatea sa inseamna ca concentratiile ridicate pot ucide planta. In plus fata de asta, habitatul este din cand in cand ars de incendii, sau distrus prin interventia oamenilor.
Lasand toate acestea la o parte, habitatul prezinta clima calda, cu soare din plin, umezeala constanta, iar planta nu trebuie sa se lupte pentru supravietuire cu alte plante - este inconjurata numai de muschi. Acest tip de habitat este tipic pentru multe din plantele carnivore, de aceea ele au reputatia de a fi ''plante de mlastina''.
Cu toate acestea, plantele carnivore cresc si in habitate mai putin obisnuite. Un exemplu in acest sens este Drosophyllum lusitanicum, care se gaseste la marginea deserturilor si Pinguicula valisneriifolia, care creste pe stancile calcaroase (bogate in calciu si cu pH ridicat.
Asadar, de ce majoritatea plantelor carnivore cresc in mlastini, in locuri cu multa apa dar insorite, si cum de pot unele din ele sa supravietuiasca departe de aceste conditii? Cum ''functioneaza'' aceste plante carnivore? In toate studiile de caz, faptul ca sunt carnivore le da plantelor capacitatea de a se dezvolta si reproduce de pe urma cadavrelor de animale (pe care le folosesc ca sursa de nitrogen, fosfor si mai rar potasiu), cand de obicei resursele din sol sunt foarte scazute. Speciile pitice de Roua diminetii nu se pot hrani cu nitratii din sol pentru ca nu au enzimele necesare, astfel ca sunt in totalitate dependente de capturarea prazii. Pe de alta parte, Pinguicula vulgaris poate folosi sursele anorganice de nitrogen din sol mai degraba decat pe cele organice, dar amestecul lor duce la o dezvoltare mai rapida. Speciile de Pinguicula vulgaris care cresc in Europa nu sunt capabile sa foloseasca nici una din resurse la fel de eficient. Prin urmare, sursele organice de hrana sunt menite sa compenseze lipsa substantelor organice din pamant, numai ca acest fenomen se petrece in grade diferite, in fucntie de planta.
Cum ''functioneaza'' o planta carnivora
In mod normal, plantele isi folosesc frunzele pentru a capta lumina solara. Energia preluata de la sursa de lumina, alaturi de dioxidul de carbon din atmosfera si apa din pamant sutn folosite pentru a produce zaharuri si alte substante chimice si oxigen. Suma tuturor acestor zaharuri, amino-acizi, grasimi, etc., se numeste bio-masa si de acumularea ei depinde dezvoltarea plantei. Producerea bio-masei din lumina se numeste fotosinteza. Si frunzele respira, oarecumla fel ca si animalele, arzand din bio-masa pentru a genera energie chimica. Aceasta energie este temporar depozitata sub forma unei substante numite trifosfat de adenozina.
Pentru ca o planta sa se dezvolte, ea trebuie sa realizeze mai des fotosinteza decat respiratia, altfel, in cele din urma, isi va consuma toate resursele (toata bio-masa) si va muri. Respiratia si fotosinteza sunt procese opuse. Fotosinteza foloseste energia (lumina) si dioxidul de carbon pentru a face bio-masa si elibereaza oxigen, iar respiratia arde bio-masa cu oxigen pentru a produce energie (chimica) si dioxid de carbon.

Sursa : Gradinamea.ro