Növények védekezése a növényevők ellen
A növények a növényevők ellen mechanikai sebzéssel, gátakkal, másodlagos metabolitokkal és parazitoidok vonzásával védekeznek.
Tanulmányi célok
Növényevő állatokkal szembeni növényi védekezési válaszok azonosítása
Főbb tanulságok
Főbb pontok
- Sok növény rendelkezik áthatolhatatlan akadályokkal, például kéreggel és viaszos kutikulával, vagy alkalmazkodással, például tövisekkel és tüskékkel a növényevőkkel szemben.
- Ha a növényevők áttörik a növény gátjait, a növény másodlagos anyagcseretermékekkel válaszolhat, amelyek gyakran mérgező vegyületek, például glikol-cianid, amelyek károsíthatják a növényevőt.
- Ha egy ragadozó megtámadja, a sérült növényi szövet jázmonát hormonokat szabadít fel, amelyek elősegítik az illékony vegyületek felszabadulását, és vonzzák a parazitoidokat, amelyek a ragadozókat mint gazdarovarokat használják, és végül megölik őket.
Védelmi válaszok a növényevők ellen
A növényevők, kicsik és nagyok egyaránt, a növényeket táplálékként használják, és aktívan rágják azokat. A növények különféle stratégiákat fejlesztettek ki a támadók elriasztására vagy elpusztítására.
Mechanikai védekezés
A növények első védelmi vonala a kéregből és viaszos kutikulából álló ép és áthatolhatatlan gát. Mindkettő védi a növényeket a növényevőkkel szemben. A növényevők elleni további alkalmazkodási formák közé tartoznak a kemény héjak, a tövisek (módosított ágak) és a tüskék (módosított levelek). Ezek elriasztják az állatokat azáltal, hogy fizikai károkat okoznak, vagy kiütéseket és allergiás reakciókat váltanak ki. Egyes akácfafajok mutualista kapcsolatot alakítottak ki hangyakolóniákkal: a hangyáknak menedéket nyújtanak üreges töviseikben, cserébe azért, hogy a hangyák megvédik a fa leveleit.
Acacia collinsii: Az Acacia collinsii nagy, tövisszerű melléklevelei üregesek, és menedéket nyújtanak a hangyáknak, akik cserébe megvédik a növényt a növényevők ellen.
Módosított levelek egy kaktuszon: A kaktusznövények tüskéi olyan módosított levelek, amelyek mechanikai védekezésként működnek a ragadozókkal szemben.
Kémiai védekezés
A növény külső védelmét mechanikai sérülések veszélyeztethetik, ami a kórokozók számára belépési pontot jelenthet. Ha az első védelmi vonal sérül, a növénynek más védelmi mechanizmusokhoz, például toxinokhoz és enzimekhez kell folyamodnia. A másodlagos metabolitok olyan vegyületek, amelyek nem közvetlenül a fotoszintézisből származnak, és nem szükségesek a légzéshez vagy a növény növekedéséhez és fejlődéséhez.
Sok metabolit mérgező, és akár halálos is lehet a lenyelt állatok számára. Egyes anyagcseretermékek alkaloidok, amelyek káros szaggal (mint például a menta és a zsálya illóolajai) vagy taszító ízzel (mint a kinin keserűsége) riasztják el a ragadozókat. Más alkaloidok úgy hatnak a növényevőkre, hogy túlzott stimulációt (például a koffein) vagy az opioidokhoz társuló letargiát okoznak. Egyes vegyületek a lenyelés után válnak mérgezővé; például a maniókagyökérben lévő glikol-cianid csak akkor szabadítja fel a cianidot, amikor a növényevő állat lenyeli. A rókagomba több halálos vegyi anyagot termel, nevezetesen szív- és szteroid glikozidokat. A lenyelés hányingert, hányást, hallucinációkat, görcsöket vagy halált okozhat.
Rókagomba: A rókagombák több halálos vegyi anyagot termelnek, nevezetesen szív- és szteroid glikozidokat. Lenyelése hányingert, hányást, hallucinációkat, görcsöket vagy halált okozhat.
Időzítés
A mechanikus sebesülés és a ragadozók támadása aktiválja a védekező és védelmi mechanizmusokat a sérült szövetben és kiváltja a védekező és védelmi mechanizmusok hosszú távolságra terjedő jelzését vagy aktiválását a sérülés helyétől távolabbi helyeken. Egyes védelmi reakciók perceken belül bekövetkeznek, míg mások több órát is igénybe vehetnek. Ezen túlmenően a távolsági jelzések szisztémás választ váltanak ki, amelynek célja a ragadozók elriasztása. A szövetek károsodásával a jázmonátok elősegíthetik a ragadozók számára mérgező vegyületek szintézisét. A jázmonátok olyan illékony vegyületek szintézisét is kiváltják, amelyek parazitoidokat vonzanak: olyan rovarokat, amelyek fejlődő stádiumukat egy másik rovarban vagy egy másik rovaron töltik, és végül elpusztítják gazdaszervezetüket. A növény aktiválhatja a sérült szövetek abszisszióját, ha azok javíthatatlanul károsodtak.