Back to chapter

34.20:

אפיפיטים, טפילים וקרניבורים

JoVE Core
Biology
A subscription to JoVE is required to view this content.  Sign in or start your free trial.
JoVE Core Biology
Epiphytes, Parasites, and Carnivores

Languages

Share

שלא כמו רוב בעלי החיים, צמחים אינם יכולים לעבור ממקום למקום בחיפוש אחר מזון. על מנת לשרוד, על הצמחים לאסוף אור וחומרי מזון על ידי גידול ותנועה במקום. צמחים משיגים מזון בשני אמצעים שונים:אוטוטרופיה והטרוטרופיה.צמחים אוטוטרופיים מסנתזים את המזון שלהם באמצעות פוטוסינתזה. אנרגיית אור שנתפסת על ידי כלורופלסטים מביאה ליצירת סוכרים המזינים את הצמח. עם זאת, ההטרוטרופים מסתמכים על אורגניזם אחר להזנה.צמחים הטרוטרופיים כגון כשות, חסרים לעתים קרובות כלורופלסטים ואינם יכולים להכין מזון משלהם. כשות הוא טפיל צמחי נטול עלים, מטפס. הוא סופג חומרי מזון ממארח הצמח שלו, וגורם למארח נזק או לעיתים למוות.זיזים שורש משתנים המכונים האוסטוריה פולשות לרקמות וסקולרית של הצמח המארח כדי להסיט מים וחומרי מזון לצמיחת הטפיל. כשות יכול להתפשט גם למארחי הצמחים הסמוכים, וליצור לעצמו מערכת אספקת תזונה. לליקופודים יש כלורופלסטים ולכן הוא אוטוטרוף.הליקופודים ממחיש התאמה תזונתית מסוג אחר זהו אפיפיט או צמח אוויר”הגדל על צמחים אחרים, כגון עצים לתמיכה פיזית. אפיפיטים נהנים מקשר זה מכיוון שהצמח המארח בדרך כלל מבטיח להם מיקום גבוה יותר בחופת היער המספק יותר אור לפוטוסינתזה, ואילו הצמח המארח אינו סובל נזק. לאפיפיטים שורשים מיוחדים שעשויים לעגן אותם למארח.הם גם נוטלים מים וחומרי מזון מהאוויר או פסולת אורגנית המצטברת בסמוך לנקודת העיגון שלהם בנוסף, עלי אפיפיטים סופגים לחות וחומרי מזון מהאוויר והגשם. צמחים טורפים הם מיקסוטרופים גם הטרוטרופיים קרניבורים שחיים בביצות שטופות שמש, חומציות וגם עם חומרי מזון. מכיוון שאדמת הביצות חסרת חנקן, הצמחים סומכים על בשר טורפים כדי להוסיף את תזונתם.העלים המתמחים של צמחים טורפים יוצרים משפכים, הלוכדים ומטביעים טרף, כמו חרקים ובעלי חיים קטנים אחרים, בנוזל העיכול שלהם. למרות קביעותם, הצמחים פיתחו התאמות ראויות להפליא כדי להפחית את ההשפעות של גורמי לחץ סביבתיים, כמו אור נמוך או זמינות חומרי מזון לקויה. צמחים כמו הליקופודים, וה טורפים ניגשים למשאבים יקרי ערך על ידי שימוש באורגניזמים אחרים בסביבתם.

34.20:

אפיפיטים, טפילים וקרניבורים

Plants often form mutualistic relationships with soil-dwelling fungi or bacteria to enhance their roots’ nutrient uptake ability. Root-colonizing fungi (e.g., mycorrhizae) increase a plant’s root surface area, which promotes nutrient absorption. While root-colonizing, nitrogen-fixing bacteria (e.g., rhizobia) convert atmospheric nitrogen (N2) into ammonia (NH3), making nitrogen available to plants for various biological functions. For example, nitrogen is essential for the biosynthesis of the chlorophyll molecules that capture light energy during photosynthesis. Bacteria and fungi, in return, gain access to the sugars and amino acids secreted by the plant’s roots. A variety of plant species evolved root-bacteria and root-fungi nutritional adaptation to thrive.

Other plant species, such as epiphytes, parasites, and carnivores, evolved nutritional adaptations that allowed them to use different organisms for survival. Rather than compete for bioavailable soil nutrients and light, epiphytes grow on other living plants (especially trees) for better nutritional opportunities. Epiphyte-plant relationships are commensal, as only the epiphyte benefits (i.e., better nutrient and light access for photosynthesis) while its host remains unaffected. Epiphytes absorb nearby nutrients through either leaf structures called trichomes (e.g., bromeliads) or aerial roots (e.g., orchids).

Unlike epiphytes, parasitic plants absorb nutrients from their living hosts. Non-photosynthetic dodder, for example, is a holoparasite (i.e., total parasite) that completely depends on its host. Hemiparasites (i.e., partial parasites), such as mistletoe, use their host for water and minerals but are otherwise fully photosynthetic. While both dodder and mistletoe employ haustoria to divert hosts’ nutrients, other parasitic species tap into mycorrhizae associated with other plants to absorb nutrients (e.g., Indian pipe). Indian pipe is non-photosynthetic and relies on this interaction for survival. In parasite-plant relationships, parasites derive nutrients at hosts’ expense.

Carnivorous plants are photosynthetic but live in habitats that lack essential nutrients, such as nitrogen and phosphorus. These plants supplement their nutrient-poor diet by trapping and consuming insects and other small animals. Carnivorous plants developed modified leaves that assist in capturing prey through funnel (e.g., pitcher plant), sticky tentacle (e.g., sundew), or jaw-like (e.g., Venus flytrap) mechanisms. Carnivorous plant-small animal relationships are fundamentally predator-prey relationships. Understanding these plant nutritional adaptations reveals important ecological information, such as which nutrients are essential for plant growth as well as the nutrient status of a given habitat.

Suggested Reading

Adibah, MS Ruzana, and A. N. Ainuddin. "Epiphytic plants responses to light and water stress." Asian Journal of Plant Sciences 10, no. 2 (2011): 97. [Source]

Hedrich, Rainer. 2015. “Carnivorous Plants.” Current Biology 25 (3): R99–100. [Source]

Twyford, Alex D. 2018. “Parasitic Plants.” Current Biology 28 (16): R857–59. [Source]