Defensele plantelor împotriva erbivorelor
Plantele se apără împotriva erbivorelor prin rănire mecanică, bariere, metaboliți secundari și atragerea de parazitoizi.
Obiective de învățare
Identificați răspunsurile de apărare a plantelor împotriva erbivorelor
Key Takeaways
Key Points
- Multe plante au bariere impenetrabile, cum ar fi scoarța și cuticulele ceroase, sau adaptări, cum ar fi spinii și țepușele, pentru a se proteja de erbivore.
- Dacă ierbivorele sparg barierele unei plante, planta poate răspunde cu metaboliți secundari, care sunt adesea compuși toxici, cum ar fi cianura de glicol, care pot dăuna ierbivorelor.
- Când este atacat de un prădător, țesutul deteriorat al plantei eliberează hormoni jasmonați care favorizează eliberarea de compuși volatili, atrăgând parazitoizi, care folosesc și, în cele din urmă, ucid prădătorii ca insecte gazdă.
Răspunsuri de apărare împotriva ierbivorelor
Herbivorele, atât cele mari, cât și cele mici, folosesc plantele ca hrană și le mestecă în mod activ. Plantele au dezvoltat o varietate de strategii pentru a descuraja sau ucide atacatorii.
Defensive mecanice
Prima linie de apărare la plante este o barieră intactă și impenetrabilă compusă din scoarță și o cuticulă ceroasă. Ambele protejează plantele împotriva erbivorelor. Alte adaptări împotriva erbivorelor includ carapacea dură, spinii (ramuri modificate) și spinii (frunze modificate). Acestea descurajează animalele prin provocarea de daune fizice sau prin inducerea de erupții cutanate și reacții alergice. Unele specii de arbori de Acacia au dezvoltat relații mutualiste cu coloniile de furnici: ele oferă furnicilor adăpost în spinii lor goi în schimbul apărării de către furnici a frunzelor arborelui.
Acacia collinsii: Stipulațiile mari în formă de spini ale Acacia collinsii sunt goale și oferă adăpost furnicilor, care în schimb protejează planta împotriva ierbivorelor.
Frunze modificate pe un cactus: Spinii de pe plantele de cactus sunt frunze modificate care acționează ca o apărare mecanică împotriva prădătorilor.
Defensive chimice
Protecția exterioară a unei plante poate fi compromisă de deteriorarea mecanică, care poate oferi un punct de intrare pentru agenții patogeni. În cazul în care prima linie de apărare este încălcată, planta trebuie să recurgă la un alt set de mecanisme de apărare, cum ar fi toxinele și enzimele. Metaboliții secundari sunt compuși care nu sunt derivați direct din fotosinteză și nu sunt necesari pentru respirație sau pentru creșterea și dezvoltarea plantei.
Mulți metaboliți sunt toxici și pot fi chiar letali pentru animalele care îi ingerează. Unii metaboliți sunt alcaloizi, care descurajează prădătorii cu mirosuri nocive (cum ar fi uleiurile volatile de mentă și salvie) sau gusturi respingătoare (cum ar fi amărăciunea chininei). Alți alcaloizi afectează erbivorele provocând fie o stimulare excesivă (cafeina este un exemplu), fie letargia asociată cu opioidele. Unii compuși devin toxici după ingestie; de exemplu, cianura de glicol din rădăcina de manioc eliberează cianură numai după ce este ingerată de către erbivor. Vulpea produce mai multe substanțe chimice mortale, și anume glicozide cardiace și steroidiene. Ingestia poate provoca greață, vărsături, halucinații, convulsii sau moarte.
Foxgloves: Gălbenelele de vulpe produc mai multe substanțe chimice mortale, și anume glicozide cardiace și steroidiene. Ingestia poate provoca greață, vărsături, halucinații, convulsii sau moarte.
Timpul
Rănile mecanice și atacurile prădătorilor activează mecanismele de apărare și de protecție în țesutul afectat și declanșează semnalizarea sau activarea la distanță lungă a mecanismelor de apărare și de protecție în locurile mai îndepărtate de locul leziunii. Unele reacții de apărare se produc în câteva minute, în timp ce altele pot dura câteva ore. În plus, semnalizarea pe distanțe lungi determină un răspuns sistemic menit să descurajeze prădătorii. Pe măsură ce țesutul este afectat, jasmonatele pot promova sinteza unor compuși toxici pentru prădători. De asemenea, jasmații determină sinteza unor compuși volatili care atrag parazitoizii: insecte care își petrec etapele de dezvoltare în sau pe o altă insectă, ucigându-și în cele din urmă gazda. Planta poate activa abscizia țesutului rănit dacă acesta este deteriorat iremediabil.
.