Durch Dornen zu den Blättern

Durch Dornen zu den Blättern

Natalia Reznik
"Trinity Option" №15 (234), 1. August 2017

Natalia Reznik

Die Stacheln werden von der Pflanze benötigt, damit niemand sie isst. Mit "niemand" meinen wir normalerweise Säugetiere, aber es stellt sich heraus, dass die Stacheln auch pflanzenfressende Insekten stören können. Sie graben sich natürlich nicht in den Mund der Raupe, behindern jedoch den Fütterungsprozess erheblich.

Bis vor kurzem widmeten sich die Forscher den Dornen jedoch nicht besonders, sie interessierten sich mehr für andere Arten des Schutzes: giftige Substanzen, die von Pflanzen abgesondert werden, sowie drüsige und nicht-eisenhaltige Haare. Vor einigen Jahren untersuchten Experten der University of Pennsylvania unter der Leitung von Professor Andrew G. Stephenson die Mechanismen der Pflanzenresistenz gegenüber pflanzenfressenden Insekten. Sie arbeiteten mit Raupen von Tabakfalken Manduca Sexta und Caroline Solanum Solanumcarolinse: Gewöhnliche Pflanzen und Inzucht, gewonnen durch 10-15 Generationen von Selbstbestäubung.

Enge Vermischung beeinflusst viele Merkmale; In Inzuchtpflanzen reduzierte es auch die Anzahl der Dornen. Und es stellte sich heraus, dass die Falkenraupen solche Pflanzen stärker schädigen [1]. Darüber hinaus bilden sich auf den wachsenden Ranken des Nachtschattens, der unter dem Raupenjoch lebt, mehr Stacheln als auf reinen Pflanzen und auf jungen Blättern – mehr Haare.

Raupen, die sich von einer Pflanze ernähren, kriechen ständig von Blatt zu Blatt. Wissenschaftler haben vorgeschlagen, dass die Stacheln die Raupen physisch davon abhalten, sich zu bewegen und so die Pflanze vor dem Verzehr zu schützen. Diese Hypothese wurde bereits an der Schweizerischen Technischen Hochschule Zürich getestet, wo sich zwei Teilnehmer der Vorgängerstudie bewegten: Rupesh R. Kariyat und Mark C. Mescher [2].

Abb. 1. Drei Arten von Nachtschatten unterscheiden sich in der Anzahl der Dornen ("TrV" Nr. 15 (234), 08/01/2017) ') "> Abb. 1. Drei Arten von Nachtschatten unterscheiden sich in der Anzahl der Stacheln ("TrV" Nr. 15 (234), 08/01/2017) "Grenze = 0> Abb. 1. Drei Arten von Nachtschatten unterscheiden sich in der Anzahl der Dornen.

Die Experimente verwendeten das Schlüpfen im Labor der Larven des dritten Alters der gleichen Größe. Bei jedem Experiment nahmen Personen aus der gleichen Kupplung teil. Als ersten Test wurde den Raupen ein Hochgeschwindigkeitssprint durch den Stamm des Karolinsky-Nachtschattens angeboten.

Die Wissenschaftler nahmen 40 gewöhnliche und 26 Inzuchtpflanzen der gleichen Höhe und Entwicklungsstufe auf, wobei jedoch die Dornen an den Stängeln unterschiedlich waren, alle Blätter mit Ausnahme der obersten abgeschnitten und die Raupe auf den Boden an der Basis des Stängels gepflanzt wurden. Brazhniki eilte zur Nahrungsquelle. Wie von Wissenschaftlern erwartet, waren die Raupen, die durch Inzuchtpflanzen mit seltenen Dornen gekrochen waren, die ersten.Sie brauchten fast die Hälfte der Zeit, um das Blatt zu erreichen, als die Straßenhändler, die den üblichen Nachtschatten stürmten.

Abb. 2 Die Zeit, die sieben Raupen brauchen, um alle Blätter einer Pflanze zu fressen. Bild von www.quantamagazine.org ("TrV" Nr. 15 (234), 08/01/2017) ') "> Abb. 2 Die Zeit, die sieben Raupen brauchen, um alle Blätter einer Pflanze zu fressen. Bild von www.quantamagazine.org ("TrV" Nr. 15 (234), 08/01/2017) "Grenze = 0> Abb. 2 Die Zeit, die sieben Raupen brauchen, um alle Blätter einer Pflanze zu fressen. Bild von www.quantamagazine.org

Inzuchtpflanzen können jedoch andere Eigenschaften haben, die die Geschwindigkeit der Bewegung der Raupen beeinflussen. Um diesen Faktor zu eliminieren, schneiden die Forscher einen Teil der Dornen in normalen und Inzuchtpflanzen ab. Als Ergebnis erhielten sie mehrere Nachtschichtpaare mit einer ähnlichen Anzahl und Anordnung von Stacheln. Inzucht-Nachtschatten wurde beschnitten, so dass alle an dem Experiment beteiligten Pflanzen einen physischen Schaden haben würden – wenn geschnitten, können für Schädlinge giftige Substanzen freigesetzt werden. Und es stellte sich heraus, dass die Raupen, die sich mit der gleichen Anzahl von Dornen entlang der Stängel bewegten, in einer ähnlichen Zeit das Ziel erreichten. Folglich verhindern die Dornen wirklich, dass Schädlinge kriechen.

Aber stören sie die Fütterung? Um diese Frage zu beantworten, verglichen Wissenschaftler die Zeitnotwendige Raupen für die vollständige Zerstörung der Blätter auf drei Arten von Nachtschatten: S. carolinensunglaublich stachelige Nachtschatten dunkelbraun S. Atropurpureum und fast kahler äthiopischer Nachtschatten S. aethiopicum (Abb. 1). Treibhäuser mit dem gleichen Appetit platzten die Blätter aller drei Arten.

Trockengewicht der Dornen S. atropurpureum auf einer Pflanze sind es 0,144 g, auf Kalifornien – 0,093 g und auf Äthiopien – 0,022 g. Und je dorniger die Pflanze ist, desto länger nagen die Raupen daran (Abb. 2). Das Schneiden der Dornen von den Stängeln beschleunigte den Prozess des Essens der Blätter stark S. atropurpureum und S. carolinensaber nicht auf S. aethiopicum – Es ist sowieso fast glatt.

Abb. 3 Dornen an der Pflanze verhindern das Kriechen sowohl zu großen als auch zu kleinen Raupen. Foto der Website www.quantamagazine.org ("TrV" Nr. 15 (234), 08/01/2017) ') "> Abb. 3 Dornen an der Pflanze verhindern das Kriechen sowohl zu großen als auch zu kleinen Raupen. Foto der Website www.quantamagazine.org ("TrV" Nr. 15 (234), 08/01/2017) "Grenze = 0> Abb. 3 Dornen an der Pflanze verhindern das Kriechen sowohl zu großen als auch zu kleinen Raupen. Fotoseite www.quantamagazine.org

Die Forscher waren überzeugt, dass die Stacheln ein wirksames Hindernis gegen Raupen sind, und je dicker sie sind, desto zuverlässiger ist der Schutz (Abb. 3). Dunkelbrauner Nachtschatten ist so dornig, dass die Raupen oft davon fallen und die Wissenschaftler sie zurückholen mussten, um das Experiment zu vollenden.Geschieht dies nicht, behält die Pflanze die Blätter mindestens doppelt so lange.

Dornige Pflanzen sind nicht nur schwerer zu beschädigen oder vollständig zu nagen. Raupen, die weniger fressen, entwickeln sich langsamer, was ihre Lebensfähigkeit beeinträchtigt. Unterernährte Schädlinge werden oft Raubtiere. Darüber hinaus kann die Wachstumsrate die Häutungs- und Verpuppungsprozesse sowie den Erfolg der nachfolgenden Paarung beeinflussen. Die Stacheln sind also ein unterbewertetes Gerät.


1. Kariyat R.R., Balogh C.M., Moraski R.P., De Moraes C.M., Mescher M.C., Stephenson A.G. Konstruktive und herbivoreninduzierte strukturelle Abwehrkräfte werden durch Inzucht in Solanum carolanense (Solanaceae) beeinträchtigt // Bin ich J. Bot. 2013. 100. R. 1014-1021. DOI: 10.3732 / ajb.1200612
2. Kariyat R., R., Hardison, S. B., De Moraes, C. M., Mescher, M. C. Pflanzenstacheln und reduzieren die Auswirkungen der Restriktion durch Raupenbewegung // Biol. Lett. 2017. 13: 20170176. DOI: 10.1098 / rsbl.2017.0176


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