Kasvien puolustus kasvinsyöjiä vastaan
Kasvit puolustautuvat kasvinsyöjiä vastaan mekaanisella haavoittumisella, esteillä, sekundaarisilla aineenvaihduntatuotteilla ja parasiittien houkuttelulla.
Oppimistavoitteet
Tunnista kasvien puolustusreaktiot kasvinsyöjiä vastaan
Keskeiset huomiot
Keskeiset kohdat
- Monilla kasveilla on läpäisemättömiä esteitä, kuten kuorta ja vahamaista kynsivaippaa, tai sopeutumismuotoja, kuten piikkejä ja selkärankaa, joiden avulla ne voivat puolustautua kasvinsyöjiltä.
- Jos kasvinsyöjät rikkovat kasvin esteet, kasvi voi reagoida sekundaarisilla aineenvaihduntatuotteilla, jotka ovat usein myrkyllisiä yhdisteitä, kuten glykolisyanidia, ja jotka voivat vahingoittaa kasvinsyöjää.
- Kun petoeläin hyökkää, vaurioitunut kasvikudos vapauttaa jasmonaattihormoneja, jotka edistävät haihtuvien yhdisteiden vapautumista, mikä houkuttelee loisitoideja, jotka käyttävät petoeläimiä isäntähyönteisinä ja lopulta tappavat ne.
Puolustusreaktiot kasvinsyöjiä vastaan
Kasvinsyöjät, niin suuret kuin pienetkin, käyttävät kasveja ravinnokseen ja pureskelevat niitä aktiivisesti. Kasvit ovat kehittäneet erilaisia strategioita hyökkääjien lannistamiseksi tai tappamiseksi.
Mekaaniset puolustuskeinot
Kasvien ensimmäinen puolustuslinja on ehjä ja läpäisemätön este, joka koostuu kuoresta ja vahamaisesta kynsinauhasta. Molemmat suojaavat kasveja kasvinsyöjiä vastaan. Muita sopeutumisia kasvinsyöjiä vastaan ovat kovat kuoret, piikit (muunnetut oksat) ja piikit (muunnetut lehdet). Ne lannistavat eläimiä aiheuttamalla fyysistä vahinkoa tai aiheuttamalla ihottumaa ja allergisia reaktioita. Jotkut akaasiapuulajit ovat kehittäneet mutualistisia suhteita muurahaispesäkkeisiin: ne tarjoavat muurahaisille suojaa onttoihin piikkeihinsä vastineeksi siitä, että muurahaiset puolustavat puun lehtiä.
Acacia collinsii: Acacia collinsiin suuret piikkimäiset sivulehdet ovat onttoja ja tarjoavat suojaa muurahaisille, jotka vastavuoroisesti suojelevat kasvia kasvinsyöjiltä.
Modifioidut lehdet kaktuksella: Kaktuskasvien piikit ovat modifioituja lehtiä, jotka toimivat mekaanisena puolustuksena petoeläimiä vastaan.
Kemiallinen puolustus
Kasvin ulkoinen suojaus voi vaarantua mekaanisten vaurioiden vuoksi, mikä voi tarjota patogeeneille sisäänpääsypaikan. Jos ensimmäinen puolustuslinja rikkoutuu, kasvin on turvauduttava erilaisiin puolustusmekanismeihin, kuten toksiineihin ja entsyymeihin. Sekundaariset aineenvaihduntatuotteet ovat yhdisteitä, jotka eivät ole suoraan peräisin fotosynteesistä eivätkä ole välttämättömiä hengitykselle tai kasvin kasvulle ja kehitykselle.
Monet aineenvaihduntatuotteet ovat myrkyllisiä ja voivat olla jopa tappavia eläimille, jotka syövät niitä. Jotkut aineenvaihduntatuotteet ovat alkaloideja, jotka lannistavat petoeläimiä myrkyllisellä hajulla (kuten mintun ja salvian haihtuvat öljyt) tai karkottavalla maulla (kuten kiniinin katkeruus). Muut alkaloidit vaikuttavat kasvinsyöjiin aiheuttamalla joko liiallista stimulaatiota (esimerkiksi kofeiini) tai opioideihin liittyvää letargiaa. Jotkin yhdisteet muuttuvat myrkyllisiksi nauttimisen jälkeen; esimerkiksi maniokin juuressa oleva glykolisyanidi vapauttaa syanidia vasta, kun kasvinsyöjä nauttii sitä. Ketunhierakka tuottaa useita tappavia kemikaaleja, nimittäin sydän- ja steroidiglykosideja. Nieleminen voi aiheuttaa pahoinvointia, oksentelua, hallusinaatioita, kouristuksia tai kuoleman.
Ketunhansikkaat: Ketunhansikkaat tuottavat useita tappavia kemikaaleja, nimittäin sydän- ja steroidiglykosideja. Nieleminen voi aiheuttaa pahoinvointia, oksentelua, hallusinaatioita, kouristuksia tai kuoleman.
Ajoitus
Mekaaninen haavoittuminen ja petoeläinten hyökkäykset aktivoivat puolustus- ja suojamekanismeja vaurioituneessa kudoksessa ja saavat aikaan pitkien etäisyyksien päässä vammakohdasta sijaitsevissa paikoissa pitkien etäisyyksien päässä sijaitsevien puolustusmekanismien ja suojamekanismien signalointia tai aktivointia. Jotkin puolustusreaktiot tapahtuvat muutamassa minuutissa, kun taas toiset voivat kestää useita tunteja. Lisäksi pitkien etäisyyksien signalointi saa aikaan systeemisen vasteen, jonka tarkoituksena on pelotella saalistajia. Kun kudos vaurioituu, jasmonaatit voivat edistää petoeläimille myrkyllisten yhdisteiden synteesiä. Jasmonaatit saavat aikaan myös sellaisten haihtuvien yhdisteiden synteesin, jotka houkuttelevat loisia: hyönteisiä, jotka viettävät kehitysvaiheensa toisessa hyönteisessä tai sen päällä ja lopulta tappavat isäntänsä. Kasvi voi aktivoida loukkaantuneen kudoksen irtoamisen, jos se on vaurioitunut korjauskelvottomaksi.