Ads Top

Ευφυΐα φυτών: "Είμαι εδώ, φάτε με"


Ορισμένα φυτά στη Μαδαγασκάρη μπορεί να εξελίξoυν χρώματα φρούτων έτσι ώστε να μπορούν να τα βλέπουν οι λεμούριοι.

Καθώς ο ήλιος ανατέλλει πάνω από το Εθνικό Πάρκο Kibale στην Ουγκάντα, κόκκινα μούρα και πορτοκαλί σύκα κρεμούν στο θόλο του δάσους της βροχής. Περιμένουν πιθήκους, πιθήκους ή πουλιά για να σαρώσoυν το φύλλωμα, να φάνε το ώριμο φρούτο και είτε να φτύσoυν ή να αποβάλoυν σπόρους μακριά από τις πηγές τους, εξαπλώνοντας την επόμενη γενιά τους σε μια νέα θέση. 

Περίπου 2.000 μίλια μακριά, στα ορεινά δάση βροχής του Εθνικού Πάρκου Ranomafana της Μαδαγασκάρης, κίτρινα μούρα ή αρωματικά, πράσινα σύκα περιμένουν ττους λεμούριους, τα φρουριά αυτής της ζούγκλας. Θα ψάξουν το δάσος όλη τη νύχτα για την γιορτή τους, αργότερα διασκορπίζοντας τους σπόρους. 

Πάνω από εκατομμύρια χρόνια φυσικής επιλογής, αυτά τα φυτά έχουν αναπτύξει τρόπους επικοινωνίας με τα ζώα μέσω των καρπών τους, σύμφωνα με νέα έρευνα, λέγοντας κάτι σαν "επιλέξτε με". Με τα χαρακτηριστικά που εξελίχθηκαν για να ταιριάζουν με τις αισθητικές ικανότητες ή τις φυσικές ικανότητες κάθε ζώου, τα φρούτα μπορούν να σηματοδοτήσουν το χρόνο του δείπνου στη ζούγκλα, και επιπλέον την επιβίωση του φυτού ως είδος. 

"Όταν έμαθα για πρώτη φορά ότι τα φυτά συμπεριφέρονται με αυτόν τον τρόπο - ότι στην πραγματικότητα έδιναν πληροφορίες στα ζώα - το μυαλό μου εξερράγη", δήλωσε η Kim Valenta , εξελικτικός οικολόγος στο πανεπιστήμιο Duke και συν-συγγραφέας μελέτης που δημοσιεύθηκε πρόσφατα στο περιοδικό Biology Letters διερευνώντας τη σχέση μεταξύ του χρώματος των φρούτων και της όρασης των ζώων. 

Η Δρ Valenta και ο συνάδελφός της Omer Nevo, εξελικτικός οικολόγος στο Πανεπιστήμιο του Ulm στη Γερμανία, ο οποίος δημοσίευσε ένα άλλο άρθρο σχετικά με το άρωμα την περασμένη εβδομάδα στο Science Advances, εργάζονται για να κατανοήσουν πώς τα φυτά έχουν προσαρμοστεί για να προσελκύσουν τα ζώα που εξαπλώνουν τους σπόρους τους. Αυτό που αποκαλύπτουν είναι ότι τα φυτά αξίζουν περισσότερη πίστωση - και ότι οι περίπλοκες σχέσεις μεταξύ φυτών και ζώων μπορεί να είναι κρίσιμες για την κατανόηση και τη διατήρηση των κοινών ενδιαιτημάτων τους. 



Για περισσότερο από έναν αιώνα, οι βιολόγοι αναρωτήθηκαν γιατί τα φρούτα από στενά συνδεδεμένα φυτά έχουν τόσο διαφορετικές εμφανίσεις και πώς τα ζώα γνωρίζουν ποιες θα τρώνε. 


Η επικρατούσα υπόθεση είναι ότι τα ζώα θα μπορούσαν να έχουν επηρεάσει τα χαρακτηριστικά των φρούτων- όπως σχήμα, θέση σε δέντρο, παρουσίαση σε κλάδο ή οσμή και χρώμα - μέσω φυσικής επιλογής. Όσο πιο εύκολο είναι για τους φρουτοφάγους να εντοπίσουν τα ώριμα φρούτα, τόσο καλύτερη είναι η πιθανότητα να επιβιώσουν και οι δύο. Το ζώο τρώει και το μητρικό φυτό αναπαράγει - χρησιμοποιώντας τα ζώα ως κηπουρούς- χωρίς να σηκώσουν τη ρίζα. 

Με παρόμοιο τρόπο, πολλά λουλούδια προσαρμόζουν το σχήμα των πετάλων τους, το χρώμα τους, την υφή τους ή το άρωμα ή τη γεύση του νέκταρ για να προσελκύουν συχνά ένα μόνο είδος επικονιασμού. Οι επιστήμονες αποδέχονται ότι αυτά τα χαρακτηριστικά λουλουδιών θα μπορούσαν να προκύψουν από τη συνένωση, επειδή οι σχέσεις είναι τόσο συγκεκριμένες. 

Αλλά είχαν ερωτήσεις σχετικά με τα φυτά που αναπαράγονται μέσω της διασποράς των σπόρων. Πώς μπορείτε να καρφώσετε τα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά ενός καρπού σε ένα ζώο όταν πολλά διαφορετικά ζώα, με τις δικές τους εξελικτικές προσαρμογές, 

Αν και τα γνωρίσματα όπως το σχήμα είναι ευκολότερο να μελετηθούν, χωρίς τα κατάλληλα εργαλεία για τη μέτρηση του χρώματος και της οσμής, πολλές έρευνες βασίστηκαν στις ανθρώπινες αντιλήψεις και ίσως αγνοήσουν πώς άλλα ζώα μπορεί να βιώσουν τον κόσμο. 

χιμπατζής Ουγκάντα.



© Liran Samuni 
Ένας χιμπατζής που τρέφεται με σύκα στο δάσος Budongo στην Ουγκάντα.

Για τους ερευνητές, αυτά τα πάρκα στην Ουγκάντα ​​και τη Μαδαγασκάρη προσέφεραν το τέλειο φυσικό πείραμα. Με παρόμοια τοπία και συναφή φυτά που φέρουν φρούτα διαφορετικού ενδιαφέροντος που τροφοδοτούν ζώα με πολύ διαφορετικές αισθητικές ικανότητες, οι ερευνητές θα μπορούσαν να αποκαλύψουν πώς οι αισθήσεις των ζώων μπορεί να έχουν επηρεάσει τα αντιπαραβαλλόμενα χρώματα ώριμων φρούτων κατά του φυλλώματος. 


Οι πίθηκοι και οι πίθηκοι στην Ουγκάντα ​​έχουν τρισδιάστατο όραμα, όπως οι άνθρωποι, και τα πουλιά έχουν ακόμα καλύτερο όραμα. Αλλά οι περισσότεροι λεμούριοι στη Μαδαγασκάρη μπορούν να δουν μόνο το μπλε-κίτρινο φάσμα - είναι κόκκινο-πράσινο colorblind, και βασίζονται περισσότερο στις έντονες μυρωδιές τους για πολλές συμπεριφορές. 
Έτσι, οι ερευνητές συνέλεξαν τα ώριμα και άγρια ​​φρούτα και το φύλλωμα και ανέλυσαν τα χρώματα τους με ένα φασματόμετρο. Με ένα μοντέλο βασισμένο στις οπτικές ικανότητες των ζώων που διασκορπίζουν σπόρους, καθορίζουν επίσης ποιος ήταν πιο πιθανό να ανιχνεύσει διαφορετικά χρώματα φρούτων σε αντίθεση με μια ποικιλία υπόβαθρων. 

Διαπίστωσαν ότι τα χρώματα του κάθε καρπού έχουν βελτιστοποιηθεί έναντι των φυσικών τους σκηνικών για να ικανοποιήσουν τις απαιτήσεις των οπτικών συστημάτων των πρωταρχικών τους διασκορπιστών σπόρων. Στην Ουγκάντα, τα φρούτα σε αντίθεση με το φύλλωμα σε χρώματα στο κόκκινο-πράσινο φάσμα - λένε ότι το κόκκινο μούρο σε ένα πράσινο σύμπλεγμα - έσκασε για τα πουλιά και τους πιθήκους με τα μάτια να τα δουν. 

Αλλά στη Μαδαγασκάρη, τα φρούτα με γαλάζιες κίτρινες αντιθέσεις - όπως και τα κίτρινα μούρα - θα μπορούσαν να ανιχνευθούν καλύτερα από  κόκκινα πράσινα χρώματα λεμπούρια (και μερικά πουλιά, επίσης). 

Οι ερευνητές γνωρίζουν επίσης ότι οι λεμούριοι αφιερώνουν μεγάλες περιοχές του εγκεφάλου στην όσφρηση, βοηθώντας τους να επικοινωνούν μεταξύ τους και να επιλέγουν τους συντρόφους - συχνά στο σκοτάδι. Σε αυτούς τους εξαιρετικούς μυρμηγκοί, θα μπορούσε να ξεχωρίσει και ένα αρωματικό καφέ σύκο. 

Στη μελέτη του μυρωδιού του Δρ Νέβο, η ομάδα του συνέλεξε εκατοντάδες ώριμα και άγρια ​​φρούτα από το Ranomafana - περίπου το ένα τρίτο διασκορπισμένο μόνο από οπτικά αμφισβητούμενα λεμούρια και τα υπόλοιπα από άλλους λεμούριους και τα λίγα οπτικά προικισμένα πουλιά του πάρκου. Υποψιάστηκε ότι τα φρούτα που έτρωγαν με λεμόνι θα είχαν μεγαλύτερη διαφορά στη μυρωδιά μετά την ωρίμανσή τους από τα φρούτα που έτρωγαν τα πουλιά. 

Για να ανακαλύψει, εξήγαγε τις οσμές τους χρησιμοποιώντας την "ημι-στατική τεχνική του headspace". Σε σφραγισμένες σακούλες φούρνου, δημιουργήθηκαν οσμές χημικών φρούτων και στη συνέχεια αντλήθηκαν, παγιδεύτηκαν και αναλύθηκαν. 


Επιβεβαίωσαν ότι τα φρούτα που διασκορπίστηκαν αποκλειστικά από λεμούρια παρήγαγαν περισσότερες χημικές ουσίες και μεγαλύτερη ποικιλία ενώσεων κατά την ωρίμανση. Και στην άγρια ​​φύση, οι λεμούρδες ξόδεψαν περισσότερο χρόνο να ρουφούν τους ίδιους αυτούς καρπούς με μεγάλες διαφορές στις ώριμες έναντι των άσχημων οσμών. Για τους ερευνητές, αυτό υποδηλώνει ότι οι διαφορές θα μπορούσαν να σηματοδοτήσουν, "Είμαι εδώ, φάτε με", σε πλάσματα που πιθανώς δεν θα μπορούσαν να τα δουν. 



© Connie Bransilver 
Μια κόκκινη λωρίδα με σύκα στο εθνικό πάρκο Ranomafana στη Μαδαγασκάρη. Στο πείραμα, τα φρούτα που έτρωγαν οι λεμούριοι ήταν πιο ευδιάκριτα.

Αυτά τα αποτελέσματα μπορεί να είναι μόνο ακραίες, εντοπισμένες περιπτώσεις που υποστηρίζουν την υπόθεση ότι τα φυτά και οι διασκορπιστές σπόρων εξελίσσονται μαζί. Αλλά οι ερευνητές βλέπουν πρόσθετες ενδείξεις σε μια σχέση μεταξύ των ελεφάντων των δασών στο πάρκο της Ουγκάντα ​​και των Balanites wilsoniana, ένα δέντρο που μπορεί να μην μπορεί να επιβιώσει χωρίς αυτούς. 

Όταν είναι ώριμοι, είπε η δρ. Valenta ότι θα μπορούσαν να ανιχνεύσουν την μυρωδιά των «μεγάλων καρπών του δέντρου» από μίλια. Οι ελέφαντες - με τεράστιες μύτες και περισσότερα οσφρητικά γονίδια των υποδοχέων από οποιοδήποτε άλλο γνωστό ζώο στη Γη - καταβροχθίζουν τους πεσμένους καρπούς (μπορεί να τους κάνουν να νιώθουν ακραίες). 

Μόνο οι ελέφαντες μπορούν να καταπιούν τα φρούτα και να αποβάλλουν τους εξίσου μεγάλους σπόρους ολόκληρους. Και αυτό το φυτό δεν θα αναπαραχθεί αν δεν περάσει από το έντερο ενός ελέφαντα, δήλωσε η Δρ Valenta. Αυτός ο τύπος αμοιβαίας εξάρτησης παρατηρείται στις καθιερωμένες σχέσεις επικονιασμού των λουλουδιών, αλλά είναι σπάνιο να βρεθεί σε σχέσεις φρούτων-διασποράς. Περαιτέρω μελέτη μπορεί να προσφέρει πρόσθετες ενδείξεις ότι οι αισθήσεις των ζώων επηρεάζουν τα χαρακτηριστικά των φρούτων. 

Η παλάμη του ταξιδιώτη στη Μαδαγασκάρη υπογραμμίζει μια άλλη στρατηγική φυτικής διαφήμισης με στόχο τα ζώα. 

Σε άλλα μέρη του κόσμου, παράγουν κόκκινα ή κίτρινα επικαλυμμένα σπέρματα εύκολα ανιχνεύσιμα σε πτηνά. Αλλά στη Μαδαγασκάρη, όπου η παλάμη του ταξιδιώτη είναι εγγενής, οι σπόροι είναι λαμπεροί μπλε και ιδιαίτερα ανιχνεύσιμοι σε αγελάδες, ένα είδος lemur που μοιάζει με αρουραίο αρουραίων με αυξημένη ικανότητα ανίχνευσης υπεριώδους φωτός , σύμφωνα με την Δρ. Valenta. 

Οι μαύροι και άλλοι λεμούριοι είναι επίσης επικονιαστές, χρησιμοποιώντας τη δύναμή τους για να ανοίξουν τα ανθεκτικά πακέτα νέκταρ της παλάμης, διασφαλίζοντας ότι το φυτό μπορεί να παράγει σπόρους στην πρώτη θέση. 

"Αν κάτι συνέβη σε αυτούς τους λεμούριους, αυτά τα δέντρα, τουλάχιστον στη φύση, θα εξαφανιστούν", είπε ο κ. Drori. 

Αλληλεπιδράσεις όπως αυτές μας υπενθυμίζουν ότι τα φυτά είναι ενεργά μέλη ενός πολύπλοκου και εύθραυστου οικοσυστήματος - όχι μόνο το τοπίο. 


"Μόλις αρχίσουμε να κατανοούμε πόσο φυτά και ζώα εννοούν το ένα το άλλο", δήλωσε ο Δρ Valenta, "που για μένα είναι απλώς ένα μήνυμα ότι είναι πιο σημαντικό να διατηρηθεί ολόκληρο το πράγμα ανέπαφο".



Από το Blogger.