• środa, 23 stycznia 2019 r.

Kwitnące rośliny pozostają zdolne do życia po przejściu przez przewód pokarmowy ptactwa wodnego

Od dawna wiedzieliśmy, że nasiona roślin pozostają zdolne do życia nie tylko po długim pływaniu w słodkiej lub słonej wodzie, ale także po przejściu przez przewód pokarmowy ptaków, włącznie z ptakami wodnymi. W rzeczywistości sądzę, że przynajmniej połowa roślin, które przybywają na oceaniczne wyspy, by później stworzyć nowe gatunki, pochodzi z nasion, które wydaliły ptaki.

 

Teraz jednak odkryto inną metodę roznoszenia: nie tylko nasiona roślin transportowanych w ptasich wnętrznościach ale i same rośliny mogą przejść przez przewód pokarmowy i pozostać zdolne do rozmnażania się (przynajmniej bezpłciowo). Po raz pierwszy pokazano to dla kwitnącej rośliny (“okrytonasiennej”), choć są wcześniejsze doniesienia o fragmentach mchu i  zarodnikach paproci, które przechodziły przez przewód pokarmowy ptactwa wodnego i pozostawały zdolne do życia. Badanie opisane tutaj pozwala roślinom na inny sposób rozpraszania się, co przy okazji tworzy fortunny mutualizm między ptactwem wodnym i roślinami.


Krótki raport z badania jest w ”Biology Letters” Royal Society (kliknij na link pod zrzutem z ekranu, pdf tutaj, a odnośnik pod spodem).

https://royalsocietypublishing.org/doi/10.1098/rsbl.2018.0703

https://royalsocietypublishing.org/doi/10.1098/rsbl.2018.0703
 

Autorzy pokazali, że drzewica białolica (Dendrocygna viduata) i koskoroba (Coscoroba coscoroba) zjadają małe, przypominające rzęsę wodną rośliny o nazwie Wolffia columbiana, i że kawałki roślin mogą czasami przejść przez przewód pokarmowy tych gatunków i nadal być zdolne do podziału (rozmnażania bezpłciowego). Najpierw, aktorzy:


Drzewica białolica, znajdowana na południowej półkuli:

 

Koskoroba, endemiczny w Ameryce Południowej:

 

A tu kaczka krzyżówka zjadająca rzęsę wodną wraz z powiększeniem Wolffia columbiana (są malutkie). Zarówno zwykła rzęsa wodna (prawdopodobnie Lemna minor na pierwszym zdjęciu poniżej), jak Wolffia są nazywane „rzęsą wodną” i kaczki zjadają je ze smakiem.  

A tu kaczka krzyżówka zjadająca rzęsę wodną wraz z powiększeniem Wolffia columbiana (są malutkie). Zarówno zwykła rzęsa wodna (prawdopodobnie Lemna minor na pierwszym zdjęciu poniżej), jak Wolffia są nazywane „rzęsą wodną” i kaczki zjadają je ze smakiem.  

Z New York Times: Rzęsa wodna i kaczka na stawie w Niemczech. CreditCreditKay Nietfeld/DPA, via Getty Images

New York Times: Rzęsa wodna i kaczka na stawie w Niemczech. CreditCreditKay Nietfeld/DPA, via Getty Images


 

W. columbiana na czubku palca 

W. columbiana na czubku palca

 


 

Sarkastyczny tweet z #Wolffia:

 

Autorzy zbierali odchody obu powyższych gatunków ptaków z pięciu obszarów podmokłych w południowej Brazylii, w których były te rośliny. Odchody brano od gniazdujących w pobliżu ptaków wodnych i sprawdzano, że żadna roślina nie przykleiła się na zewnątrz odchodów. Część próbek zamrażano, a następnie rozmrażano do dysekcji, żeby zobaczyć, czy w odchodach były rośliny, podczas gdy rośliny wyjęte z niezamrożonych odchodów hodowano na szalkach Petriego, żeby zobaczyć czy mogą rozmnożyć się bezpłciowo – przez podział.


Rezultat był jasny: w zamrożonych odchodach zarówno drzewic, jak koskorobów znaleziono całe rośliny,  i znaleziono nienaruszone rośliny w trzech niezamrożonych próbkach drzewic (nie znaleziono ich w odchodach koskorobów, nie wiem dlaczego). Rośliny zaczęły dzielić się w trzech z pięciu szalek Petriego. To prawda, że to jest mała próba, ale nadal ma znaczenie. Połowa próbek i zamrożonych, i świeżych, zawierała całe rośliny. I proszę pamiętać, że te maleńkie rośliny dzielą się szybko i dają wykładniczy wzrost ich liczby, jeśli więc drzewica wpuszcza do stawu odchody z rośliną, nie potrwa długo, a staw będzie miał smaczną pokrywę z  Wolffia.


Tutaj jest ilustracja z artykułu pokazujące żywe i martwe rośliny; podpis poniżej:

<span>(Z artykułu): (a) Moczary, gdzie zebrano odchody </span>D. viduata<span> i </span>W. columbiana<span>. (b) Nienaruszone roślinki wydobyte z odchodów o zdrowym wyglądzie (jasno zielony kolor i całe). (c) Siedem roślinek obserwowanych po 7 dniach eksperymentu, potwierdzając rozmnażanie bezpłciowe. (d) Rośliny, które zmarły podczas eksperymentu, straciły barwę.</span>

(Z artykułu): (a) Moczary, gdzie zebrano odchody D. viduata i W. columbiana. (b) Nienaruszone roślinki wydobyte z odchodów o zdrowym wyglądzie (jasno zielony kolor i całe). (c) Siedem roślinek obserwowanych po 7 dniach eksperymentu, potwierdzając rozmnażanie bezpłciowe. (d) Rośliny, które zmarły podczas eksperymentu, straciły barwę.
 

Poprzednio biolodzy sądzili, że te i inne rośliny mogły rozprzestrzeniać się przez epizoochrię –  przyczepianie się do piór ptaka, jak to robi wiele nasion. Ten artykuł pokazuje jednak inną metodę rozprzestrzeniania się przez całe rośliny lub ich części, zwaną endozoochrią (przenoszeniem we wnętrznościach zwierząt). Ta metoda chroni rośliny przed wyschnięciem, chociaż kwas żołądkowy może część zniszczyć.


Jak daleko mogą rozsiać się rośliny? Autorzy mówią, że „przeciętnie ptactwo wodne przetrzymuje odchody przez kilka godzin”, a więc Wolffia może zostać przeniesiona o kilka kilometrów dalej w ciągu dnia przez drzewicę, która leci nad stawem. Koskoroby migrują przez ponad tysiąc kilometrów, a więc potencjalny rozrzut jest większy.


Wydaje się, że roślinami, które częściej przenoszą się w ten sposób są te, które – jak W. columbiana – reprodukują się przez klonowanie. Wszystko, czego potrzeba do skolonizowania nowego habitatu, to podział bezpłciowy, nie potrzeba hodować sobie części płciowych (pręcików i słupków), a te prawdopodobnie byłyby bardziej narażone na śmierć w wnętrznościach ptaka.


Wreszcie, choć jest to mutualizm (ptaki pomagają roślinom kolonizować nowe habitaty, a wzrost roślin pomaga karmić ptaki) nie jest prawdopodobne, by był to współwyewoluowany mutualizm. To znaczy, być może rośliny wyewoluowały odporność na przejście przez przewód pokarmowy ptaków, ponieważ te rośliny, które mogły przetrwać kwasy żołądkowe, miały większe prawdopodobieństwo przeżycia i kolonizowania nowych habitatów, ale jest nieprawdopodobne, by drzewice wyewoluowały tak, by mieć w sobie rośliny bez zabijania ich. Podejrzewam, że mutacja drzewicy, która powodowałaby niezabijanie roślin, przynosiłaby ptakowi zbyt mało korzyści, ponieważ te zmutowane ptaki, przenosząc się ze stawu do stawu, nie odnosiłyby większych korzyści niż ptaki, które zabijały rośliny (wszystkiedrzewice odnoszą korzyści z Wolffia na stawie).


Ten wynik może brzmieć banalnie i nieciekawie, ale może taki nie być. Całe rośliny, które potrafią przeżyć przejście przez przewód pokarmowy ptactwa wodnego mogą być rzadkie, ale nadal są w stanie skolonizować odległe habitaty w sposób, w jaki nie mogą tego zrobić inne rośliny. A jeszcze nie mamy pojęcia, jak wiele roślin może rozprzestrzeniać się w ten sposób. Ta praca może zachęcić do dalszych badań w tym kierunku. Jak piszą autorzy:


Biorąc pod uwagę, że tworzenie aseksualnych aplegierów i zdolność rośnięcia z fragmentów jest dość powszechna wśród roślin, szerzenia takich roślinnych fragmentów (np. fragmentów trawy lub roślin stawowych, albo całych pływających roślin) przez endozoochorię może być ważnym i pominiętym procesem.

h/t: Nilou

____________

Silva, G. G. et al. 2018. Whole angiosperms Wolffia columbiana disperse by gut passage through wildfowl in South America. Biology Letters, 14 (12), online

 

Flowering plants remain viable after passing through gut of waterfowl

Why Evolution Is True, 16 grudnia 2018

Tłumaczenie: Małgorzata Koraszewska

Jerry CoyneJerry Allen Coyne (ur. 1949) – amerykański biolog, znany z krytyki koncepcji "inteligentnego projektu". Profesor biologii na Wydziale Ekologii i Ewolucji University of Chicago. Wybitny i aktywny nowy ateista, laureat wyróżnienia Polskiego Stowarzyszenia Racjonalistów "Racjonalista Roku" za rok 2013, stały współpracownik Andrzeja i Małgorzaty Koraszewskich na portalu Listy z naszego sadu.

Podobne materiały

Zostaw komentarz

Wpisz kod antySPAMowy *