Cây ký sinh dựa vào phương pháp bất thường để nhân giống

Anonim

Ba loài thực vật không quang hợp chủ yếu dựa vào dế lạc đà để phân tán hạt giống của chúng, theo nghiên cứu mới của Giáo sư Dự án Suetsugu Kenji (Trường Đại học Khoa học Sau đại học Kobe). Những phát hiện này đã được công bố vào ngày 9 tháng 11 trong phiên bản trực tuyến của New Phytologist .

Hầu hết các thực vật không quang hợp có hạt rất nhỏ có thể bị phân tán bởi gió giống như các hạt bụi. Tuy nhiên, một số loài cây phát quang phát triển trong khu rừng tối tăm, và đã từ bỏ sự phụ thuộc vào gió để phân tán hạt giống. Trong nghiên cứu này, Giáo sư Suetsugu đã nghiên cứu phương pháp phân tán hạt giống cho ba loại thực vật như: Yoania amagiensis, Monotropastrum humile và Phacellanthus tubiflorus. Ông đã xác định được con dơi lạc đà là người phân tán hạt giống chính của họ, bằng chứng đầu tiên của dế lạc đà được sử dụng để phân tán hạt giống trong thực vật có hoa.

Ví dụ nổi tiếng nhất của các loài côn trùng là kiến, nhưng kiến ​​không ăn hạt: chúng mang chúng đến tổ của chúng. Côn trùng mang theo hạt giống bằng cách ăn chúng rất hiếm. Một ví dụ là Weta New Zealand, nhưng đây là trường hợp đặc biệt: thông thường vai trò này sẽ được thực hiện bởi động vật có vú, nhưng ở New Zealand, động vật có vú bản địa duy nhất là loài dơi.

Nghiên cứu của Giáo sư Suetsugu được thực hiện tại thành phố Fuji, Shizuoka, nơi họ nghiên cứu các phương pháp phân tán hạt giống cho ba loài thực vật không quang hợp (hình 1). Họ phát hiện ra rằng chim và động vật có vú, thường chịu trách nhiệm mang những hạt giống này, cho thấy không quan tâm đến thành quả của những cây này. Trong khi đó, động vật không xương sống, đặc biệt là dế lạc đà thường xuyên ăn trái cây (hình 3). Tuy nhiên, ăn các loại trái cây khác với việc mang mầm bệnh - các hạt giống cũng phải được bảo quản không bị hấn gì trong phân. Nhà nghiên cứu đã bắt những con dế lạc đà, kiểm tra xem chúng có bài tiết toàn bộ hạt và tìm thấy nhiều hạt giống nguyên vẹn hay không.

Ba loài thực vật được khảo sát (Y. amagiensis, M. humile và P. tubiflorus) là tất cả các loài không quang hợp. Chúng có thể tồn tại trong môi trường sống tối đen và chủ yếu được tìm thấy ở tầng rừng ngoài tầm với của ánh sáng mặt trời. Môi trường sống của ba loài được khảo sát lần này có lưu lượng gió rất hạn chế, do đó các loài thực vật cần thiết để phát triển trái cây và dựa vào các loài động vật. Tuy nhiên, những loài thực vật ký sinh này không có nguồn tài nguyên để dự trữ, vì vậy chúng không thể tạo ra những trái cây hấp dẫn chứa đầy các chất dinh dưỡng hấp dẫn đối với chim và động vật có vú. Lựa chọn tốt nhất tiếp theo là sử dụng côn trùng lang thang, những người sẽ ăn trái cây chất lượng thấp. (Trên thực tế, chuột đồng Nhật Bản, một tàu sân bay hạt giống phổ biến, nhận thấy những loại trái cây này, nhưng nó không cố ăn chúng.)

Côn trùng đã không được coi là tàu sân bay hạt giống nội bộ trước bởi vì do kích thước nhỏ của cơ thể và hàm của họ, người ta nghĩ rằng họ nhai lên những hạt giống. Tuy nhiên, hạt của cây non-quang hợp là rất nhỏ, vì vậy chúng có thể đi qua hệ tiêu hóa không hề hấn gì (hình 3).

Y. amagiensis, M. humile và P. tubiflorus thuộc về họ Ericaceae, họ Orchidaceae và họ Orobanchaceae. Chúng là những loài rất khác nhau, và chúng từng loại bỏ quang hợp như là một phần của các mô hình tiến hóa độc lập của chúng. Nói cách khác, ba nhà máy không quang hợp không liên quan đã phát triển độc lập dựa vào các tàu sân bay côn trùng để phân tán hạt giống. Điều này cho thấy bước tiến hóa từ bỏ quang hợp (và các đặc tính đi kèm với nó - kích thước hạt nhỏ, việc di chuyển đến một tầng rừng tối với sự phân tán gió không hiệu quả) đã cho phép chúng chiếm một vùng sinh học độc đáo.

Những phát hiện này cho thấy rằng bước tiến hóa của sự mất quang hợp không chỉ đơn giản là mất chức năng thông qua sự mất của lục lạp: nó thay đổi đáng kể mối quan hệ của cây với các sinh vật khác. Bằng cách tiếp tục nghiên cứu thực vật không quang hợp, chúng tôi dự định làm rõ những thay đổi diễn ra trong quá trình đưa ra lựa chọn cực đoan để từ bỏ quang hợp.

menu
menu