Växtförsvar mot växtätare
Växter försvarar sig mot växtätare med mekaniska sår, barriärer, sekundära metaboliter och attraktion av parasitoider.
Lärandemål
Identifiera växters försvarssvar mot herbivorer
Nyckelresultat
Nyckelpunkter
- Många växter har ogenomträngliga barriärer, som bark och vaxartade kutiklar, eller anpassningar, som törnen och taggar, för att skydda sig mot herbivorer.
- Om växtätare bryter igenom en växts barriärer kan växten svara med sekundära metaboliter, som ofta är giftiga föreningar, t.ex. glykolcyanid, som kan skada växtätaren.
- När den skadade växtvävnaden angrips av ett rovdjur frigörs jasmonathormoner som främjar frisättningen av flyktiga föreningar, vilket lockar till sig parasitoider som använder, och så småningom dödar, rovdjuren som värdinsekter.
Skyddsresponser mot växtätare
Växtätare, både stora och små, använder växter som föda och tuggar aktivt på dem. Växter har utvecklat en mängd olika strategier för att avskräcka eller döda angripare.
Mekaniska försvar
Den första försvarslinjen hos växter är en intakt och ogenomtränglig barriär bestående av bark och en vaxartad kutikula. Båda skyddar växterna mot växtätare. Andra anpassningar mot växtätare är hårda skal, taggar (modifierade grenar) och taggar (modifierade blad). De avskräcker djur genom att orsaka fysisk skada eller genom att framkalla utslag och allergiska reaktioner. Vissa arter av akaciaträd har utvecklat mutualistiska relationer med myrkolonier: de erbjuder myrorna skydd i sina ihåliga taggar i utbyte mot att myrorna försvarar trädets blad.
Acacia collinsii: De stora taggliknande stiplerna hos Acacia collinsii är ihåliga och erbjuder skydd för myror, som i gengäld skyddar växten mot växtätare.
Modifierade blad på en kaktus: Kaktusväxternas taggar är modifierade blad som fungerar som ett mekaniskt försvar mot rovdjur.
Kemiska försvar
En växts yttre skydd kan äventyras av mekaniska skador, vilket kan ge en inkörsport för patogener. Om den första försvarslinjen bryts måste växten ta till en annan uppsättning försvarsmekanismer, t.ex. toxiner och enzymer. Sekundära metaboliter är föreningar som inte direkt härrör från fotosyntesen och som inte är nödvändiga för andning eller växtens tillväxt och utveckling.
Många metaboliter är giftiga och kan till och med vara dödliga för djur som får i sig dem. Vissa metaboliter är alkaloider, som avskräcker rovdjur med skadliga lukter (t.ex. flyktiga oljor från mynta och salvia) eller avvisande smaker (t.ex. bitterheten hos kinin). Andra alkaloider påverkar växtätare genom att orsaka antingen överdriven stimulering (koffein är ett exempel) eller slöhet i samband med opioider. Vissa föreningar blir giftiga efter intag; till exempel frigör glykolcyanid i kassavarot cyanid först när den tas upp av växtätaren. Fingerborgsblommor producerar flera dödliga kemikalier, nämligen hjärtglykosider och steroidglykosider. Intag kan orsaka illamående, kräkningar, hallucinationer, kramper eller döden.
Foxgloves: Foxgloves producerar flera dödliga kemikalier, nämligen hjärt- och steroidglykosider. Intag kan orsaka illamående, kräkningar, hallucinationer, kramper eller döden.
Timing
Mekaniska sår och rovdjursangrepp aktiverar försvars- och skyddsmekanismer i den skadade vävnaden och framkallar långväga signalering eller aktivering av försvars- och skyddsmekanismer på platser som ligger längre bort från skadeläget. Vissa försvarsreaktioner inträffar inom några minuter, medan andra kan ta flera timmar. Dessutom framkallar långdistanssignalering en systemisk reaktion som syftar till att avskräcka rovdjur. När vävnaden skadas kan jasmonater främja syntesen av föreningar som är giftiga för rovdjur. Jasmonater framkallar också syntesen av flyktiga föreningar som lockar till sig parasitoider: insekter som tillbringar sina utvecklingsstadier i eller på en annan insekt och slutligen dödar sin värd. Växten kan aktivera abscission av skadad vävnad om den är skadad bortom all reparation.