اسراری پیرامون گیاهان گوشتخوار و سیر تکاملی آن‌ها! + تصاویر

به گزارش خبرنگار حوزه محیط زیست گروه اجتماعی باشگاه خبرنگاران جوان، کمتر کسی را می‌توان پیدا کرد که نام گیاهان گوشتخوار به گوشش ناآشنا باشد و یا حداقل یکبار هم به دنبال چگونگی رفتار آن نرفته باشد، اما مطلبی که باشگاه خبرنگاران جوان قصد دارد تا امروز به بررسی آن بپردازد، معرفی کلی این گیاهان و همچنین سیر تکاملی است که این گیاهان خشن و خونخوار طی کرده‌اند. پس پیشنهاد می‌کنیم با ما همراه باشید.

معرفی گیاهان گوشتخوار

در بعضی مناطق دنیا گیاهانی رشد می‌کنند که به گیاهان گوشتخوار مشهور بوده و به محض اینکه حیوان یا پرنده کوچک یا حشره‌ای روی برگ‌های آن گیاهان بنشیند، برگ‌ها به طور ناگهانی بسته می‌شوند و آن درخت یا بوته، تیغ‌های خود را در بدن این جاندار گرفتار فرو می‌برد و شیره جان اش را که از خون یا نوعی لنف تشکیل شده است، توسط خار‌های خود می‌مکد.

گیاهان گوشتخوار دیگری وجود دارند که اگر پرنده باب میلشان بر سر شاخه و برگ آن‌ها بنشیند، با بستن برگ‌های خود آن را گرفتار می‌کنند و اگر حشرات و یا پرندگان باب میل و سلیقه آن‌ها نباشد هیچ واکنشی از خود نشان نمی‌دهند و اگر سنگ یا جسم دیگری به اندازه و وزن پرنده و یا حشره دلخواه گیاه بر سر شاخه و برگ آن بگذاری، هیچگونه واکنشی از سوی گیاه دیده نمی‌شود.

بیشتر بخوانید: پرورش گیاهان گوشتخوار در کلمبیا + فیلم

قطعا تصاویرى از گیاهان گوشتخوار را دیده‌اید؛ تصاویرى که در آن‌ها برگ‌هاى آرواره مانند براى شکار حشره‌اى بیچاره به انتظار نشسته و یا طعمه لذیذى را نصیب خود ساخته‌اند.

اسرار فیزیکی گیاهان گوشتخوار: این گیاهان با آرواره‌هاى قوی خود که همان برگ‌هاى تغییر شکل یافته‌اند، قادرند در یک چشم بر هم زدن و در یک دهم ثانیه، حشرات نشسته در دام را اسیر خود سازند و از آن‌ها به عنوان منبع غذایى استفاده کنند. برخى از گیاهان نیز جنبش‌ها و تحرکات برق آسایى را براى اهداف غیر تغذیه‌اى به کار مى‌گیرند؛ به طورى که در این قبیل گونه‌هاى گیاهى از حرکات سریع براى انتشار دانه، گرده و یا دور کردن شکارچیان استفاده مى‌شود.

ساختار بافت‌ها و اندام‌هاى این گیاهان در برخى موارد، داراى تفاوت‌هاى بسیار بارز و عمیقى با گونه‌هاى جانورى است.

بیشتر بخوانید: گیاهان گوشت‌خوار از دریچه‌ی دوربین عکاسی

به طور مثال، همان طور که مى‌دانیم ماهیچه و بافت‎هاى عضلانى در گیاهان وجود ندارد، پس گیاهان یاد شده چگونه مى‌توانند چنین حرکات سریع و برق آسایى از خود نشان دهند؟

بوم‌شناسی و طرح‌ریزی گیاهان گوشتخوار

به جرأت می‌توان گفت؛ گیاهان گوشتخوار در تمام دنیا گسترده‌اند، اما نسبتاً کمیاب هستند.

آن‌ها تقریباً به‌طور کامل محدود به زیستگاه‌هایی مانند باتلاق‌ها که در آن مواد مغذی خاک بسیار محدود است، اما جایی که نور خورشید و آب به آسانی در دسترس است، هستند.

فقط در چنین شرایطی است که برای گوشتخواری مطلوب است و سازگاری آشکار دارند.

گوشتخوار کاذب (Archetypal) , flytrap زهره، در خاک با نیترات تقریباً پایین و سطح کلسیم پایین رشد می‌کند.

گیاهان به نیتروژن برای سنتز پروتئین، کلسیم برای استحکام دیواره سلول، فسفر برای سنتز اسید نوکلئیک و آهن برای سنتز کلروفیل نیاز دارند.

خاک اغلب اشباع از آب است که به نفع تولید یون‌های سمی مانند آمونیوم است و pH آن 4 تا 5 اسیدی است.

بیشتر بخوانید: بازار عجیب و جذاب فروش گیاه گوشت‌خوار در ایران!+تصاویر

آمونیوم می‌تواند به عنوان منبع ازت توسط گیاهان استفاده شود، اما سمیت بالا بدان معنی است که غلظت بالای آن به اندازه کافی برای بارور شدن برای آسیب رساندن نیز به اندازه کافی است.

تکامل گیاهان گوشتخوار

بررسی تکامل گیاهان گوشتخوار تا حدودی با استفاده از فسیل‌های باقی‌مانده از آن‌ها امکان‌پذیر است، اما تنها فسیل‌های اندکی از بذر و گرده آن‌ها باقی مانده‌ است. گیاهان گوشتخوار به دلیل اینکه فاقد قسمت‌های خیلی ضخیم و چوبی هستند، در نتیجه فسیل‌های زیادی از آن‌ها باقی نمانده‌ است.

بیشتر بخوانید: لحظه بلعیدن مگس توسط گیاه گوشتخوار + فیلم

تقریباً می‌توان گفت: در هیچ موردی فسیلی از تله‌های آن‌ها باقی نمانده‌ است. در حال حاضر می‌توان تله‌هایی که در گیاهان گوشتخوار وجود دارد را مورد بررسی قرار داد تا ارتباط تکاملی آن‌ها را مورد بررسی قرار داد. تله‌های پیت فال کاملاً مشخص است که از تله‌های برگ لوله‌ای مشتق شده‌اند. بافت‌های آوندی Saracennia یکی از موارد قابل توجه‌ است.

تله‌های Flypapers یک شیب تکاملی ساده‌ای را از برگ‌های ضخیم و غیر گوشتخوار دارند از تله‌های Flypapers غیرفعال تا تله‌های Flypapers فعال. اطلاعات مولکولی نشان می‌دهند که Dionea-Aldrovanda دارای نیای مشترک با Drosera هستند، اما تله بسیار غیر مشابه هستند و منشأ مستقلی از هم دارند که حرکت بسیار سریع تله Flypapers در آن اتفاق می‌افتد.

بیش از یک چهارم میلیون گونه از گیاهان گلدار وجود دارد.

بیشتر بخوانید: اطعام گیاهان گوشت‌خوار با مگس + فیلم

از این بین تنها 630 گونه به عنوان گوشتخوار شناخته شده‌ است. گوشتخوارهای واقعی احتمالاً به‌طور مستقل در شش دوره تکامل یافته‌اند.

به هر حال هریک از این گروه‌های مستقل احتمالاً از نیا‌های نزدیک به هم مشتق شده‌اند.

بعضی گروه‌ها (Ericales and Caryophylales) به نظر می‌رسد در خاک‌های غنی سازگار شده‌اند، اگرچه در موارد پیشین این موضوع بیشتر از اکولوژی آن‌ها شناخته می‌شود تا مورفولوژی آن‌ها، در بیشتر اعضای این گروه رشد در خاک‌های فقیر از لحاظ مواد غذایی صورت می‌گیرد.

پیشنهاد شده بود که تمام انواع تله‌ها تغییر شکل یافته ساختار‌های پایه‌ای ساده هستند؛ برگ‌های مو دار. برگ‌های مو دار (یا به‌طور تخصصی تر، غده‌های ساقه دار) می‌توانند قطره‌های باران را گرفته و حفظ کنند، به‌طور ویژه شکل صفحه‌ای آن‌ها باعث رشد باکتری‌ها می‌شود.

بیشتر بخوانید: این گیاه قادر است تا 5 بشمرد!

با نشستن حشرات بر روی برگ‌ها، باعث می‌شود که حشره در آب موجود در سطح برگ گرفتار شود و بمیرد.

در این موقع باکتری‌ها به آن‌ها حمله کرده و بدن حشره را به مواد قابل جذب برای گیاه تبدیل می‌کنند که به وسیلهٔ برگ‌ها جذب می‌شود.

این روش تغذیهٔ برگی در بیشتر گیاهان غیر گوشتخوار نیز مشاهده می‌شود. گیاهانی که در نگهداری حشرات و آب بهتر عمل می‌کنند، دارای مزیت‌های بیشتری هستند.

آب باران می‌تواند به وسیلهٔ برگ‌های جامی شکل نگه داشته شوند که منجر به تشکیل تله‌های پیت فال می‌شوند.

همچنین حشرات می‌توانند به وسیلهٔ مواد چسبنده تولید شده توسط برگ‌های چسبنده نگه داشته شوند مانند تله Flypapers.

بیشتر بخوانید: عجایب دنیا در گیاهان گوشتخوار + تصاویر

تله پیت فال می‌تواند به صورت یک تله انتخابی عمل کند، این تله از طریق عمق برگ‌های جامی شکل، سپس با بستن حاشیه‌ها و سپس با کم کردن مو‌ها به غیر از قسمت قاعده‌ای که در آن جا شکار نگه داشته می‌شود، عمل می‌کند. تله‌های Lobster-pot در Genlisea بسیار سخت برای تفسیر کردن هستند.

آن‌ها ممکن است از پیچر‌های دو چنگال تکامل پیدا کرده باشند که قبلاً با طعمه‌های ساکن بر روی زمین تخصصی شده‌اند یا شاید در بعضی از گونه‌های آبزی وجود تور‌های قیفی شکل بسیار برای این گیاهان ضروری هستند. منشأ آن‌ها، شکل حلزونی Lobster-pot یک سازگاری است که می‌تواند سطح تله در همه سمت‌ها حرکت کند نشان دهد. تله bladderworts ممکن است از تنگ که مخصوص شکار آبزیان در مناطق آب گرفتگی است مشتق شده‌ باشد، مانند psittacina Sarracenia. برای اینکه حشرات از تله گیاهان گوشتخوار خشکی زی رهایی یابند یا باید از تله بالا بروند و یا اینکه پرواز کنند، هر دوی این موارد به وسیلهٔ لوله‌های نازک و واکسی از آن‌ها جلوگیری می‌شود.

به هر حال در تله‌های با مواد مایع مانند آنچه که در utricularia وجود دارد، وجود تنها یک راه موجب گسترش آن می‌شود. بعدها، آن ممکن است فعال شده باشد با تکامل یک بخش آوندی درون کیسه و با استفاده از موه‌هایی که بر روی در وجود دارد آن را گرفتار می‌کند. تله‌های Flypapers شامل انواع مختلفی از Flypaper‌های واقعی و snap trap‌های در Alderovanda و Dionaea است. تولید مواد چسبنده ضخیم در تعداد زیادی از جنس‌های گیاهان غیر گوشتخوار دیده می‌شود و تله منفعل در Byblis و Drosophyllum می‌تواند به راحتی تکامل یابد. تله‌های چسبنده فعال با استفاده از حرکات سریع گیاه طعمه را شکار می‌کنند.

بیشتر بخوانید: آدامس‌جویدن بامزه گیاه گوشت‌‎خوار! + فیلم

حرکات سریع گیاهی می‌تواند نتیجه رشد فعال یا تغییرات سریع در سلول‌ها باشد که به سلول‌ها اجازه می‌دهد که  با استفاده از محتوی آبی خود منبسط یا منقبض شوند. Flypaper‌هایی با سرعت آهسته مانند Pinguicula از رشد خود بهره‌برداری می‌کنند، اما Venus Flypaper با استفاده از اتساع سریع سلول‌های خود، باعث می‌شود مواد چسبنده غیرضروری شوند.

غده‌های ساقه دار در گیاه Drosera تولید موادی می‌کنند که در نهایت تبدیل به موه‌های دندانه‌ای و پرتاب شونده می‌شوند، یک مثال از انتخاب طبیعی در از بین بردن ساختار‌های اولیه برای اهداف جدید، تجزیه و تحلیل طبقه‌بندی‌های جدید از روابط درون Caryophyllales نشان می‌دهد که Droseraceae, Triphyophyllum, Nepenthaceae و Drosophyllum، دارای رابطهٔ نزدیکی هستند و در درون گروه بزرگتری که شامل گروه‌های غیر گوشتخوار مانند شوره گز، Ancistrocladaceae, Polygonaceae و بهمنیان است قرار داده می‌شوند.

جالب توجه‌ است، شوره گز دارای غدد تخصصی دفع نمک در برگ‌های خود هستند که مشابه تعدادی دیگر از اعضای خانواده بهمنیان (مانند سنبل دریا، Limonium) هستند که ممکن است همکاری مشابه برای دفع مواد شیمیایی دیگر مانند پروتئاز و مواد لعابی داشته باشند.

بیشتر بخوانید: گیاه مگس‌خوار، الهام بخش دانشمندان فنلاندی

برخی از بهمنیان (به عنوان مثال Ceratostigma) نیز دارای غدد ساقه دار، آوندی هستند و آب لیز را ترشح می‌کنند و به پراکندگی دانه و احتمالاً در حفاظت از گل از خزیدن حشرات انگل کمک می‌کنند. این احتمالاً همولوگ با tentacles در جنس‌های گوشت‌خوار است.

شاید گوشتخواری به دلیل اهداف حفاظتی، تکامل یافته و نه اهداف تغذیه‌ای. balsams (مانند Impatiens)، که نزدیک به Sarraceniaceae و Roridula هستند، به همین شکل دارای غدد ساقه دار است. تنها تله‌ای که بعید است که از نسل برگ پرمو یا کاسبرگ باشند bromeliads گوشتخوار است (Brocchinia و Catopsis).

این گیاهان از گلدان، بخشی پایه‌ای bromeliad برای هدف‌های جدید و در ساخت آن با تولید موم و متعلقات دیگر تولید شده از طریق گوشتخواری استفاده می‌کنند.