طبقة من الرمل تصنع درعًا فعالًا. إريك لوبريستي, CC BY-SA
تخيل قوام نبات. قد يتبادر إلى الذهن الكثير - المطاط السلس للعديد من النباتات المنزلية الاستوائية ، أو أذن الحمل الناعمة بشكل مستحيل ، أو الأشواك الحادة للصبار ، أو خشونة لحاء الشجر. لكن الالتصاق ، من حيث الشعور بالالتصاق بأصابعك ، ربما لا يكون على رأس قائمتك.
ومع ذلك ، هناك الكثير طورت النباتات أوراقًا لزجةوالسيقان والبذور ، بما في ذلك بعض أنواع البذور التي تعرفها على الأرجح - مثل زهور البتونيا والتبغ.
في علم الأحياء التطوري ، تعتبر السمة التي تطورت عدة مرات مثيرة للاهتمام ، لأنها تشير إلى أن هذه السمة تخدم بعض الفوائد. في حين أن الناس قد لاحظوا وناقشوا هذه الخاصية الغريبة لسنوات عديدة ، علماء الأحياء مثلي بدأوا أخيرًا في فهم سبب الالتصاق - ولماذا تمتلكه العديد من النباتات.
الرمل والالتصاق
تنتشر النباتات اللزجة. توجد في المناطق المعتدلة والاستوائية ، في الأماكن الرطبة والجافة وفي الغابات والحقول والكثبان الرملية. في كل من هذه البيئات ، يعمل الالتصاق بشكل مختلف نوعًا ما.
أنا منجذب بشكل طبيعي إلى الكثبان الرملية ، سواء في الصحاري الجافة أو على طول السواحل الجميلة ، وللتصاق بعض الوظائف المثيرة للاهتمام للنباتات في هذه المواقع. تمثل الرمال المتحركة بيئة مليئة بالتحديات للنباتات - فالرياح المنبعثة من الرمال وإمكانية الدفن ونقص احتباس الماء ليست سوى أمثلة قليلة.
ومن المثير للاهتمام أن المئات من طورت الأنواع النباتية في الكثبان الرملية أسطحًا لزجة، مما يشير إلى فائدة في هذا الموطن. تغطي الرمال التي تهب عليها الرياح هذه الأسطح اللاصقة - وهي ظاهرة تعرف باسم psammophory ، والتي تعني "حمل الرمال" في اللغة اليونانية. في حين أن الطلاء الرملي قد يحد من وصول الضوء إلى أسطح النبات ، فإنه يحمي النباتات أيضًا من التآكل ويعكس الضوء ، مما يقلل من درجة حرارة الأوراق. كما أنها تدافع عن النباتات من الحيوانات المفترسة الجائعة.
قبل بضع سنوات ، كنت أنا وزملائي درس لويزة الرمل الأصفر (Abronia Latifolia) نباتات في ساحل كاليفورنيا. عندما أزلنا الرمل من الأوراق والسيقان برفق ، فإن تلك الأوراق والسيقان تأكلها القواقع واليرقات والحيوانات العاشبة الأخرى بمعدل ضعف الأوراق والسيقان السليمة.
الأوراق مغطاة بالرمال الملونة لاختبار ما إذا كان التمويه عاملاً. إريك لوبريستي, CC BY-SA
تساءلنا عما إذا كانت الرمال قد تحمي النباتات من خلال تمويهها. من خلال تجربة ثانية ، قمنا بتنظيف بعض أوراق نبات لويزة بعناية وإعادة طلاءها برمل ملون لا يتطابق مع الخلفية. اتضح أن لون الرمال غير مهم - أكلت الحيوانات المفترسة الأوراق المغطاة بالرمل بنفس المعدل، بغض النظر عما إذا كانت ممزوجة بخلفيتها أم لا - إظهار الرمال تحمي النباتات كحاجز مادي ، وليس كتمويه.
ارتداء أجزاء الفم
هذه النتيجة منطقية - بعد كل شيء ، من يريد أن يأكل شيئًا مغطى بالرمال ، حتى لو كان مغذيًا؟ ومع ذلك ، فقد لاحظت على مر السنين أن عددًا كبيرًا من الحشرات العاشبة تأكل بالفعل الأوراق الرملية. جعلني أتساءل عن التأثير المحتمل للرمل عليهم ، لذلك قمنا بسلسلة من التجارب البسيطة.
الفك السفلي لليرقة التي تأكل أوراقًا نظيفة (يسارًا) ، مقابل الفك السفلي البالي لشخص يأكل أوراقًا مغطاة بالرمال (على اليمين). إريك لوبريستي, CC BY-SA
عندما أعطينا اليرقات خيارًا بين تناول نباتات خالية من الرمال أو مغطاة بالرمال ، اختاروا بأغلبية ساحقة أن يأكلوا نباتات خالية من الرمال. عندما لم نمنح اليرقات أي خيار - حصلت مجموعة واحدة على أوراق رملية فقط ، بينما حصلت المجموعة الأخرى على أوراق نظيفة - لاحظنا أن الفك السفلي ، أو أجزاء الفم ، لآكلات الرمل قد تآكلت بشكل ملحوظ.
يتم تغذية محتويات القناة الهضمية من كاتربيلر بأوراق مغلفة بالرمل. لاحظ العديد من حبات الرمل الموجودة. إريك لوبريستي, CC BY-SA
اليرقات آكلة الرمال أيضا نما ببطء حوالي 10٪ من تلك التي تتغذى على أوراق الشجر غير الحلوة ، نشك جزئيًا في أنها كانت تتناول بعض الرمل.
بذور لزجة
في المناطق الرملية ، من الشائع أيضًا العثور على بذور تصبح لزجة عند ترطيبها. هذه البذور مغلفة بالصمغ ، وهي كربوهيدرات بسيطة ، في وجود الماء ، تصبح فوضى لزجة. حتى عندما تجف ، يمكن أن تصبح لزجة مرة أخرى ، تقريبًا إلى أجل غير مسمى. قد تكون على دراية بهذه الظاهرة في بذور الشيا - الصمغ هو ما يعطي بودنغ الشيا قوامه المميز.
عندما تسقط البذرة المغلفة بالصمغ في الرمال ، وترطبها الأمطار أو الندى ثم تجف ، تصبح مغطاة بطبقة كثيفة من الرمل. هذا الوزن الزائد يجعل من الصعب على النمل الحفار نقل البذور إلى أعشاشها للاستهلاك.
أظهرنا ذلك من خلال إنشاء محطات تغذية حيث يمكننا قياس معدلات إزالة البذور المغطاة بالرمل والبذور العارية. في جميع الأنواع النباتية البالغ عددها 53 التي اختبرناها تقريبًا ، كان تمت إزالة البذور الرملية بشكل أبطأ بكثير من البذور العارية.
في حين أن لزوجة النبات في المناطق الرملية تخلق حاجزًا لوقف الحيوانات العاشبة ، فإنها تعمل بشكل مختلف في الموائل الأخرى. على سبيل المثال ، تستخدم بعض النباتات آكلة اللحوم اللزوجة للقبض على الفريسة.
يتم تشكيل كل جزء من النبات ، على مدى ملايين السنين ، من خلال الاضطرار إلى مواجهة تحديات العالم من حوله بينما يظل متجذرًا في مكان واحد. الالتصاق هو واحد من آلاف الاستراتيجيات التي اتبعتها النباتات للنجاة من هجوم الحيوانات الجائعة في الطبيعة.
عن المؤلف
إريك لوبريستي ، أستاذ مساعد في بيولوجيا النبات وعلم البيئة والتطور ، جامعة ولاية أوكلاهوما
يتم إعادة نشر هذه المقالة من المحادثة تحت رخصة المشاع الإبداعي. إقرأ ال المقال الأصلي.
جي
