Lihansyöjäkasvit kiehtoivat Darwinia

Mäntyräme, joka ulottuu noin 150 kilometrin säteelle Pohjois-Carolinan Wilmingtonista, on maapallon ainoa kärpäsloukkujen kotoperäinen kasvualue. Samalla tienoolla elää monia muitakin lihansyöjäkasveja, jotka eivät ole niin kuuluisia eivätkä harvinaisia, mutta yhtä lailla outoja kuitenkin. Sieltä löytyy tötterökasveja, joiden samppanjalasimaisiin lehtiin hyönteiset (ja joskus isommatkin eläimet) eksyvät ja kuolevat. Kihokit taas ottavat uhrinsa tahmeiden pyyntikarvojensa syleilyyn. Lammikoissa ja puroissa kasvaa vesiherneitä, jotka imaisevat saalista pinnalta kuin vedenalaiset imurit.

maanantai 13. syyskuuta 2010

Mäntyräme, joka ulottuu noin 150 kilometrin säteelle Pohjois-Carolinan Wilmingtonista, on maapallon ainoa kärpäsloukkujen kotoperäinen kasvualue. Samalla tienoolla elää monia muitakin lihansyöjäkasveja, jotka eivät ole niin kuuluisia eivätkä harvinaisia, mutta yhtä lailla outoja kuitenkin. Sieltä löytyy tötterökasveja, joiden samppanjalasimaisiin lehtiin hyönteiset (ja joskus isommatkin eläimet) eksyvät ja kuolevat. Kihokit taas ottavat uhrinsa tahmeiden pyyntikarvojensa syleilyyn. Lammikoissa ja puroissa kasvaa vesiherneitä, jotka imaisevat saalista pinnalta kuin vedenalaiset imurit.

Eläimillä herkuttelevat kasvit ovat hurmaavan hermostuttavia, kenties siksi, että niiden käyttäytyminen sotii niin vahvasti odotuksia vastaan. Carl von Linné, 1700-luvun suuri ruotsalainen luonnontutkija ja kasvi- ja eläintaksonomian isä, ei sulattanut moisia väitteitä ensinkään. Jos kärpäsloukut todella söisivät hyönteisiä, ”se sotisi Jumalan määräämää luonnonjärjestystä vastaan”, hän julisti. Hän arveli hyönteisten jäävän kasveihin loukkuun sattumalta ja uskoi, että kunhan avuton ötökkä vain lakkaisi pyristelemästä, kasvi varmasti avaisi lehtensä ja päästäisi hyönteisen vapauteen.

Charles Darwinilla oli asiasta parempaa tietoa, ja lihansyöjäkasvien hullunkuriset tavat kiehtoivat häntä. Kohdattuaan ensi kertaa lihansyöjäkasvin – Droseran eli kihokin – englantilaisella nummella, hän kirjoitti vuonna 1860: ”Drosera kiinnostaa minua enemmän kuin minkään maailman lajin synty.” Hän kulutti kuukausia tehden kokeita näillä kasveilla. Hän tiputti niiden lehdille kärpäsiä ja katseli, miten ne hitaasti sulkivat saaliinsa pyyntikarvojensa sisään. Hän ärsytti kihokkeja raaoilla lihanpaloilla ja munankeltuaisella. Hän ihasteli, miten jo pelkkä ihmisen hiuksen paino sai kasvit reagoimaan. Kihokit eivät kuitenkaan hätkähtäneet vesipisaroista, vaikka niitä olisi tiputellut kuinka korkealta. Hän päätteli, että reagoiminen vesikuuron kaltaiseen väärään hälytykseen olisi ilmiselvästi ollut kasville ”hyvin pahasta”. Kyse ei ollut sattumasta vaan sopeutumisesta.

Darwin laajensi tutkimustaan kihokeista muihin lajeihin ja kirjasi kokeensa ja havaintonsa lopulta vuonna 1875 kirjaan nimeltä Insectivorous Plants (Hyönteissyöjäkasvit). Hän ihasteli kärpäsloukun ainutkertaista nopeutta ja voimaa ja kutsui kasvia ”yhdeksi maailman mainioimmista”. Hän osoitti, että kun loukun lehti napsahti kiinni, siitä muodostui ”väliaikainen kuppi tai maha”, joka erittää saalista sulattavaa entsyymiä. Hän havaitsi, että lehti pysyi sulkeutuneena yli viikon ja päätteli, että pienimmät hyönteiset pääsivät lomittain lukkiutuneiden lehden reunapiikkien lomasta karkuun, jolloin kasvin ei tarvinnut kuluttaa voimavarojaan riittämättömän aterian sulattamiseen.

Darwin vertasi kärpäsloukun liipaisinherkkää liikettä – lehti napsahtaa kiinni noin kymmenesosasekunnissa – eläinten lihassupistuksiin, mutta kasveilla ei kuitenkaan ole lihaksia eikä hermoja. Miten ne siis voivat reagoida näin?

Nykyajan biologeilla on käytössään kehittyneitä välineitä, joilla voi tutkia esimerkiksi soluja ja DNA:ta. He alkavatkin päästä jyvälle lihansyöjäkasvien pyynti-, syönti- ja ruuansulatusmekanismeista ja myös näiden omituisten sopeutumien synnystä. Kärpäsloukkua useita vuosia tutkinut alabamalaisen Oakwood-yliopiston kasvitutkija Alexander Volkov uskoo ratkaisseensa kasvin arvoituksen. ”Kyseessä on sähköinen kasvi”, hän julistaa.

Kun hyönteinen hipaisee kärpäsloukun lehden pyyntikarvaa, sen taipuminen aiheuttaa pienen sähkövarauksen. Varaus vahvistuu lehden sisärakenteessa, mutta ei riitä vielä laukaisemaan loukkua, minkä ansiosta kärpäsloukku ei reagoi sadepisaran kaltaiseen väärään hälytykseen. Liikkuva hyönteinen osuu todennäköisesti kuitenkin toiseenkin karvaan, jolloin lataus kasvaa niin suureksi, että lehden puoliskot napsahtavat kiinni. Volkovin kokeissa on selvinnyt, että varaus kulkee pitkin lehdessä olevia nesteen täyttämiä tunneleita ja saa solukalvoissa olevat huokoset aukeamaan. Lehden sisäosan soluissa oleva vesi purkautuu pinnassa oleviin soluihin, mikä saa lehden muuttamaan nopeasti muotoaan kuperasta koveraksi. Näin kääntyneet lehden puoliskot napsahtavat yhteen lukiten hyönteisen sisäänsä.

Vesiherneen vedenalainen ansa perustuu yhtä huikeisiin mekanismeihin. Se pumppaa vettä ulos pienistä rakkuloista, jolloin sen sisäosaan syntyy alipaine. Kun vesikirppu tai jokin muu pieni otus ui sen ohi, rakkulassa olevat laukaisukarvat taipuvat ja saavat lehden aukeamaan. Alipaine imee vettä kasvin sisään vieden hyönteisen mukanaan. Sekunnin viidessadasosassa portti lävähtää taas kiinni. Sitten rakkulan solut alkavat taas pumpata vettä ulos ja synnyttävät uuden tyhjiön.

Monet muut lihansyöjäkasvilajit toimivat elävän kärpäspaperin tavoin nappaamalla eläimiä tahmaisiin pyyntikarvoihinsa. Kannu- ja tötterökasvien strategiana taas on kasvattaa pitkiä, putkimaisia lehtiä, joihin hyönteiset putoavat. Suurimmat kannut voivat olla yli 30-senttisiä, ja kasvit pystyvät sulattamaan kokonaisia sammakoita tai jopa rottia, jos sellaisia sattuu niihin putoamaan. Pitkälle kehittynyt kemiallinen prosessi tekee kannusta todellisen kuolemanloukun. Borneon viidakoissa kasvava kannukasvi Nepenthes rafflesiana tuottaa mettä, joka paitsi houkuttelee hyönteisiä, myös muodostaa kasviin liukkaan pinnan, josta hyönteiset eivät saa otetta. Kannun reunalle laskeutuva hyönteinen liukuu nestepintaa pitkin kannun pohjalle ruuansulatusnesteeseen, jonka ominaisuudet ovat vallan toista maata. Se ei ole liukasta vaan ennemminkin tahmeaa, ja jos kärpänen yrittää nostaa jalkaansa lähteäkseen pakosalle, lima pitää siitä kiinni kuin kuminauha.

Monilla lihansyöjäkasveilla on rauhasia, joiden erittämä entsyymi on niin voimakasta, että se läpäisee hyönteisen kovan kuoren ja päästää kasvin nauttimaan saaliin sisäosan ravintoaineista. Pitkin Pohjois-Amerikan soita ja hedelmättömiä hiekkamaita tavattavat tötterökasvit taas valjastavat muita organismeja ruuansulatuksen avuksi. Ne elättävät monimutkaisia ravintoverkostoja, johon kuuluu hyttysentoukkia, surviaissääskiä, alkueläimiä ja bakteereja. Monet näistä lajeista menestyvät vain tässä ainutlaatuisessa elinympäristössä. Eläimet repivät kasvin sisään putoavan saaliin, ja pienemmät eliöt syövät jäänteitä. Lopulta tötterökasvi absorboi juhlasta jäljelle jääneet ravinteet. ”Eläinten mukanaolo synnyttää käsittelyketjun, joka nopeuttaa kaikkia reaktioita”, sanoo Nicholas Gotelli Vermontin yliopistosta.

Ehkä sinua kiinnostaa...

Ehkä tämä kiinnostaa sinua ...