Obrana rostlin proti býložravcům
Rostliny se brání proti býložravcům mechanickým poraněním, bariérami, sekundárními metabolity a lákáním parazitoidů.
Cíl výuky
Identifikovat obranné reakce rostlin proti býložravcům
Klíčové poznatky
Klíčové body
- Mnoho rostlin má na ochranu před býložravci neproniknutelné bariéry, jako je kůra a vosková kutikula, nebo adaptace, jako jsou trny a ostny.
- Pokud býložravci prolomí bariéry rostliny, může rostlina reagovat sekundárními metabolity, což jsou často toxické sloučeniny, například kyanid glykolový, které mohou býložravce poškodit.
- Při napadení predátorem se z poškozené rostlinné tkáně uvolňují hormony jasmonát, které podporují uvolňování těkavých sloučenin a lákají parazitoidy, kteří využívají a nakonec zahubí predátory jako hostitelský hmyz.
Obranné reakce proti býložravcům
Byložravci, velcí i malí, využívají rostliny jako potravu a aktivně je přežvykují. Rostliny si vyvinuly různé strategie, jak útočníky odradit nebo zabít.
Mechanická obrana
První obrannou linií rostlin je neporušená a neproniknutelná bariéra tvořená kůrou a voskovou kutikulou. Obojí chrání rostliny před býložravci. Mezi další adaptace proti býložravcům patří tvrdé skořápky, trny (modifikované větve) a ostny (modifikované listy). Ty odrazují živočichy tím, že způsobují fyzické poškození nebo vyvolávají vyrážky a alergické reakce. U některých druhů akácií se vyvinuly mutualistické vztahy s koloniemi mravenců: poskytují mravencům úkryt ve svých dutých trnech výměnou za to, že mravenci brání listy stromu.
Acacia collinsii: Velké trny trnovníku Acacia collinsii jsou duté a poskytují úkryt mravencům, kteří na oplátku chrání rostlinu před býložravci.
Modifikované listy kaktusu: Trny na kaktusech jsou modifikované listy, které fungují jako mechanická obrana proti predátorům.
Chemická obrana
Vnější ochrana rostliny může být narušena mechanickým poškozením, které může být vstupní branou pro patogeny. Pokud dojde k narušení první linie obrany, musí se rostlina uchýlit k jinému souboru obranných mechanismů, jako jsou toxiny a enzymy. Sekundární metabolity jsou sloučeniny, které nepocházejí přímo z fotosyntézy a nejsou nezbytné pro dýchání nebo růst a vývoj rostlin.
Mnoho metabolitů je toxických a mohou být dokonce smrtelné pro živočichy, kteří je pozřou. Některé metabolity jsou alkaloidy, které odrazují predátory nepříjemným zápachem (např. těkavé silice máty a šalvěje) nebo odpudivou chutí (např. hořkost chininu). Jiné alkaloidy působí na býložravce tak, že způsobují buď nadměrnou stimulaci (příkladem je kofein), nebo letargii spojenou s opioidy. Některé sloučeniny se stávají toxickými až po požití; například kyanid glykolový v kořeni manioku uvolňuje kyanid až po požití býložravcem. Lišejníky produkují několik smrtelně nebezpečných chemických látek, a to srdeční a steroidní glykosidy. Jejich požití může způsobit nevolnost, zvracení, halucinace, křeče nebo smrt
Lišejníky: Lišejníky produkují několik smrtelně nebezpečných chemických látek, a to srdeční a steroidní glykosidy. Požití může způsobit nevolnost, zvracení, halucinace, křeče nebo smrt.
Časování
Mechanická poranění a útoky predátorů aktivují obranné a ochranné mechanismy v poškozené tkáni a vyvolávají dálkovou signalizaci nebo aktivaci obranných a ochranných mechanismů na místech vzdálenějších od místa poranění. Některé obranné reakce se projeví během několika minut, zatímco jiné mohou trvat i několik hodin. Dálková signalizace navíc vyvolává systémovou reakci zaměřenou na odrazení predátorů. Při poškození tkáně mohou jasmonáty podporovat syntézu sloučenin, které jsou pro predátory toxické. Jasmonáty také vyvolávají syntézu těkavých sloučenin, které přitahují parazitoidy: hmyz, který tráví svá vývojová stádia v jiném hmyzu nebo na něm a nakonec zabíjí svého hostitele. Rostlina může aktivovat absces poraněného pletiva, pokud je poškozeno tak, že se nedá opravit
.