Back to chapter

34.20:

Эпифиты, паразиты и плотоядные

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

В отличие от большинства животных, растения не могут переместиться из одного места в другое в поисках пищи. Чтобы выжить, растения должны улавливать свет и питательные вещества, пока они растут и развиваются. Растения получают пищу двумя разными способами:автотрофией и гетеротрофией.Автотрофы синтезируют свою собственную пищу благодаря фотосинтезу. Энергия света захваченная хлоропластами управляет созданием сахаров и питает растение. Гетеротрофы, напротив, полагаются на другой организм для питания.Гетеротрофным растениям, таким как повилика, часто не хватает хлоропластов и они не могут самостоятельно производить пищу. Повилика безлистный, карабкающийся, растительный паразит. Он поглощает питательные вещества у растения-хозяина, причиняя вред хозяину, а иногда и смерть.Их изменённые корневые проекции, хаустория, вторгаются в сосудистые ткани растения-хозяина и перенаправляют воду и питательные вещества для роста паразита. Повилика также может распространиться на соседние растения, создавая систему питания, чтобы поддерживать себя. Рогатый папоротник имеет хлоропластов и, следовательно, автотроф.Этот папоротник иллюстрирует другой вид питательной адаптации это эпифит, или воздушная станция”которая растёт на другом растении, например, на деревьях, для физической поддержки. Эпифиты извлекают пользу из этих отношений потому что хост часто фиксирует их в более высоком положении в лесу, что даёт больше света для фотосинтеза, хотя хост-станция при этом не пострадает. У эпифита есть специализированные корни, которые могут привязать их к растению-хозяину.Они также получают воду и питательные вещества из воздуха или органического мусора, скопившегося рядом с точкой крепления. Кроме того, листья эпифитов впитывают влагу и питательные вещества из воздуха и дождя. Растения мухолова миксотрофны они и автотрофные, и гетеротрофные плотоядные, которые живут на солнечных, кислых, бедных питательными веществами болотах.Так как почва болота страдает недостатком азота, мухолов полагается на хищничество чтобы восполнить их питание. Специализированные листья мухолова образуют воронки, которые ловят и затягивают добычу, как насекомые и другие мелкие животные, в его пищеварительную жидкость. Несмотря на то, что он неподвижен, у растения развилась замечательная адаптация для уменьшения воздействия стрессоров из окружающую среду, таких как низкая освещённость или дефицит питательных веществ.Растения, как рогатый папоротник, мухолов, и повилика получают ценные ресурсы путём использования других организмов окружающей среды.

34.20:

Эпифиты, паразиты и плотоядные

Растения часто вступают в мутуалистические отношения с почвенными грибами или бактериями, чтобы укрепить свои корни & rsquo;, что влияет на способность усваивать питательные вещества. Грибки, колонизирующие корни (например, микоризы), увеличивают площадь поверхности корней растений, что способствует усвоению питательных веществ. Во время колонизации корней азотфиксирующие бактерии (например, ризобии) превращают атмосферный азот (N 2 ) в аммиак (NH 3 ), делая азот доступным растениям для различных биологических целей. Например, азот необходим для биосинтеза молекул хлорофилла, которые захватывают световую энергию во время фотосинтеза. В свою очередь, бактерии и грибки получают доступ к сахарам и аминокислотам, выделяемым корнями растений. Разнообразные виды растений развивали питательную адаптацию корневых бактерий и корневых грибов.

Другие виды растений, такие как эпифиты, паразиты и плотоядные животные, развили пищевые адаптации, которые позволили им использовать различные организмы для выживания. Вместо того, чтобы конкурировать за биодоступные питательные вещества почвы и свет, эпифиты растут на других живых растениях (особенно деревьях), чтобы улучшить питание. Отношения между эпифитами и растениями являются комменсальными, поскольку только преимущества эпифита (т.е. лучший доступ к питательным веществам и свету для фотосинтеза), пока его хозяин остается неизменным. Эпифиты поглощают близлежащие питательные вещества через структуры листа, называемые трихомами (например, бромелии), или воздушные корни (например, орхидеи).

В отличие от эпифитов, растения-паразиты поглощают питательные вещества от своих живых хозяев. Например, нефотосинтезирующая повилика – это холопаразит (то есть полный паразит), который полностью зависит от своего хозяина. Гемипаразиты (т. Е. Частичные паразиты), такие как омела, используют своего хозяина для получения воды и минералов, но в остальном являются полностью фотосинтезирующими. В то время как повилика и омела используют гаусторию, чтобы отвлечь хозяев & rsquo; питательные вещества, другие паразитические виды используют микоризу, связанную с другими растениями, для поглощения питательных веществ (например, индийская трубка). Индийская трубка не является фотосинтетической и зависит от этого взаимодействия для выживания. В отношениях между паразитом и растением паразиты получают питательные вещества от хозяев & rsquo; расходы.

Плотоядные растения фотосинтезируют, но живут в местах обитания, где отсутствуют необходимые питательные вещества, такие как азот и фосфор. Эти растения дополняют свой бедный питательными веществами рацион, отлавливая и поедая насекомых и других мелких животных. Плотоядные растения развили модифицированные листья, которые помогают захватывать добычу через механизмы воронки (например, растение-кувшинка), липких щупалец (например, росянки) или челюстей (например, мухоловка Венеры). Взаимоотношения плотоядных растений и мелких животных по сути своей являются отношениями хищник-жертва. Понимание этих пищевых адаптаций растений позволяет получить важную экологическую информацию, например о том, какие питательные вещества необходимы для роста растений, а также о питательном статусе данной среды обитания.

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]