Obrona przed roślinożercami

Ciernie na młodej łodydze maliny zapewniają mechaniczną obronę przed roślinożercami.

Obrona przed roślinożercami – zespół mechanizmów w postaci przystosowań morfologicznych oraz fizjologicznych roślin, mających na celu przeciwdziałanie lub zniwelowanie skutków ataku organizmów roślinożernych^[1][2]. Mechanizmy te mogą mieć charakter bezpośredniego oddziaływania między rośliną a żywiącym się nią organizmem lub charakter pośredni polegający na współpracy z naturalnymi wrogami roślinożerców^[2]. Powstanie mechanizmów obronnych w wyniku ewolucji miało miejsce po pojawieniu się owadów, które wykorzystywały rośliny jako źródło pokarmu. Koewolucja roślin i owadów zachodzi od permu, jednak gwałtowny wzrost wzajemnych adaptacji obejmuje okres kredy, kiedy to pojawiły się rośliny okrytonasienne^[3].

Ochrona bezpośrednia

Obronę mechaniczną (fizyczną), bezpośrednią zapewniają struktury wytwarzane przez wiele gatunków roślin takie jak włoski, trichomy, ciernie, kolce i zgrubiałe liście^[4]. Zniechęca roślinożerców także silne owłosienie. Przed żerowaniem ślimaków bronią rośliny rafidy – igiełkowate kryształy szczawianu wapnia. Niektóre gatunki unikają w końcu zgryzania ściśle przylegając do podłoża^[5].

Mechanizmy fizjologiczne (chemiczne) polegają głównie na syntezie metabolitów wtórnych oraz białek toksycznych lub odstraszających. Terpenoidy, alkaloidy, antocyjany, związki fenolowe oraz chinony mogą powodować śmierć zwierząt^[4], negatywnie wpływać na ich rozwój^[6], odstraszać lub zaburzać metabolizm^[7]. Mimo początkowych wątpliwości, czy metabolity wtórne są produktem wytwarzanym specjalnie w celu obrony przed roślinożercami, czy są tylko wykorzystywanym tak produktem ubocznym metabolizmu, przeważa ten pierwszy pogląd^[8].

Chemiczna obrona może mieć charakter konstytutywny (związki szkodliwe dla roślinożerców wytwarzane są przez roślinę przez cały czas) lub być indukowana przez atak. W drugim przypadku szkodliwe związki chemiczne wytwarzane są w efekcie uszkodzenia rośliny^[7]. Za indukcje reakcji obronnej roślin mogą odpowiadać elicytory obecne już w jajach składanych przez owady^[9].

Obrona pośrednia

W przypadku obrony przed żywiącymi się roślinami owadami, organizmy żywicielskie wytwarzają substancje chemiczne przywabiające drapieżniki zjadające roślinożerców^[10]. Pośrednia ochrona przed żywiącymi się roślinami owadami jest coraz częściej badana. Ma to związek z poszukiwaniem przyjaznych dla środowiska metod ochrony roślin wykorzystywanych w rolnictwie^[11].

Wiele roślin skutecznie broni się przed owadami roślinożernymi poprzez współpracę z organizmami drapieżnymi lub pasożytniczymi, pełniącymi rolę agentów chroniących przez roślinożercami^[12]. Rośliny wabią mutualistów za pomocą lotnych związków organicznych albo wydzielanie nektaru^[13]. Lotne związki organiczne służą do wabienia głównie drapieżnych roztoczy i pasożytniczych os. Wydzielany nektar przyciąga przede wszystkim mrówki. Wytworzenie substancji wabiących następuje w efekcie działania hormonu roślinnego, kwasu jasmonowego w reakcji na uszkodzenia powstające podczas żerowania owadów roślinożernych^[11]. Wykazano znaczący udział obrony z udziałem mrówek roślin trawiastych ekosystemów Brazylii. Mrówki zapewniają skuteczną obronę przed gąsienicami^[14]. Motyle unikają składania jaj na roślinach bronionych przez mrówki^[15].

Mimikra jako mechanizm obronny

Motyle składające jaja na roślinie unikają roślin, na których już znajdują się jaja złożone przez inną samicę. W wyniku ewolucji niektóre z roślin wykształciły struktury przypominające jaja motyli. W ten sposób motyle z rodzaju Heliconius zniechęcane są przez rośliny z rodzaju Passiflora^[16].

Także podobieństwo jasnoty białej do parzącej pokrzywy zwyczajnej oraz przedstawicieli rodzaju litops do kamieni opisywane jest jako przykład mimetyzmu chroniącego przed roślinożercami^[5].

Przypisy