Prawda

Poniedziałek, 10 grudnia 2018 - 14:31

« Poprzedni Następny »


Zagadka: co zapyla muchołówkę?


Jerry A. Coyne 2018-02-20


Muchołówka (Dionaea muscipula) jest znaną mięsożerną rośliną z rodziny Drososeraceae. W odróżnieniu jednak od rosiczek lub dzbaneczników jest to jedyna na świecie jedząca zwierzęta roślina, która czynnie zamyka pułapkę, by schwytać ofiarę. Tutaj jest wideo pokazujące pułapki, które są bardzo zmodyfikowanymi liśćmi:


(Drobne ofiary mogą uciec z pułapki między jej zębami i niektórzy mówią, że jest to adaptacja rośliny, by uniknąć energii na trawienie żywności o małej wartości odżywczej.)   


Mechanizm chwytania i trawienia wiąże się z liczeniem (oczywiście, nie ze świadomym liczeniem przez roślinę, jest to suma bodźców prawdopodobnie w połączeniu z jakimś progiem). Jak informuje Wikipedia:

Mechanizm, dzięki któremu pułapki zamykają się, wiąże się ze złożoną interakcją między elastycznością, turgorem i wzrostem. Pułapka zamyka się tylko wtedy, kiedy były dwa dotknięcia włosków czuciowych; jest tak, by uniknąć uruchamiania mechanizmu przez kurz i inne niesione wiatrem śmieci. W stanie otwartym, blaszki pułapkowe są wypukłe (wygięte na zewnątrz), ale zamknięte są wklęsłe (tworząc zagłębienie). Szybka zmiana tego obustronnie stabilnego stanu zamyka pułapkę, ale mechanizm, dzięki któremu to się dzieje, nadal nie jest dobrze rozumiany. Kiedy dotknięte zostają włoski czuciowe, tworzy się potencjał działania (głównie wiążący się z jonami wapnia), który rozprzestrzenia się po całej blaszce i stymuluje komórki w blaszkach i w żyłce między nimi. Postawiono hipotezę, że istnieje próg nabudowywania się jonów, po którym muchołówka reaguje na stymulację. Po zamknięciu się potrzeba dodatkowych pięciu dotknięć włosków czuciowych, by rozpocząć produkcję enzymów trawiennych. Teoria wzrostu kwaśności mówi, że poszczególne komórki zewnętrznych warstw blaszek i żyłki szybko przesyła 1H+ (jony wodoru) do swoich ścian komórkowych, obniżając pH i obluzowując pozakomórkowe składniki, co pozwala im na szybkie powiększenie się przez osmozę, wydłużając w ten sposób i zmieniając kształt blaszek pułapki. Alternatywnie, komórki wewnętrznych warstw blaszek i żyłki mogą szybko wydzielać inne jony, pozwalając wodzie wydostać sie przez osmozę i skurczyć komórki. Oba te mechanizmy mogą odgrywać istotną rolę i są na ich poparcie pewne dowody eksperymentalne.

Są różne ewolucyjne scenariusze ewolucji tej skomplikowanej adaptacji, ale dość jasna jest kwestia nacisku selekcyjnego: podobnie jak inne mięsożerne rośliny muchołówki rosną na ubogich glebach, takich jak moczary, i chwytanie owadów jest sposobem na zdobycie niezbędnego azotu, którego nie ma w tych miejscach. Obecnie zasięg tego gatunku ograniczony jest do niewielkich obszarów Karoliny Północnej i Południowej, jak pokazuje poniższa interaktywna mapa (wymarłe populacje są ciemne). Na mapie można również zobaczyć, gdzie zostały introdukowane inne populacje.



Gatunkowi zagraża utrata habitatu oraz zbieracze, jest gatunkiem “narażonym” i istnieje petycja o zaklasyfikowanie go jako gatunek “zagrożony”. Miałem tę roślinę w dzieciństwie i sądzę, że zabiłem ją (jak to robią dzieci) przekarmiając ją. 


Ten gatunek, podobnie jak wszystkie mięsożerne rośliny, jest okrytonasienny – to jest, ma kwiaty i musi być zapylany (w tym wypadku przez zapylenie krzyżowe). I tu powstaje problem: jak możesz zostać zapylony, jeśli łapiesz większość owadów, które na tobie siadają? Jeśli zapylacz ryzykuje, że zostanie zjedzony, kiedy pociągają go twoje kwiaty, to jest to silna selekcja przeciwko zapylaniu!


Zapylanie daje nagrodę: kwiaty mają nektar, a więc zapylacz otrzymuje pożywienie. Pułapki jednak również wydzielają nektar, który (być może wraz z kolorem) wabi owady. 


Można by jednak sądzić, że ryzyko poniesienia śmierci podczas badania atrakcyjnych płatków przeważa marginalne korzyści zdobycia nektaru, a więc zagadką jest, jak roślina sobie radzi. Każdy owad, którego zwabił kwiat, ryzykuje śmiercią, a to działałoby zarówno przeciwko ewolucji pułapek, jak przeciwko pociągowi owadów do atrakcyjnych pułapek. Istnieją tu więc dwa konflikty:


Owady: zapylanie i zdobywanie nektaru kontra zostanie złapanym w pułapkę
Rośliny: zostanie zapylonym kontra zdobycie pokarmu w pułapkach


A jednak zarówno pułapki, jak zapylacze wyewoluowali. Jak?  


Na myśl przychodzą dwa rozwiązania. Jednym jest, że kwiat rośnie daleko od pułapek, a więc owady przyciągnięte kwiatem unikają pułapek (lub dobór usunie z populacji geny tych osobników, które uważają zarówno kwiat, jak pułapkę za równie atrakcyjne). I rzeczywiście, kwiat muchołówki jest fizycznie daleko od pułapek.



Inną możliwością, która jednak okazała się nieprawdziwa, jest to, że pułapki z liści mogą nie być aktywne w czasie kwitnienia, a więc choć dobór działałby w “sezonie pułapek” przeciwko owadom przyciąganym przez pułapki, byłoby to łagodzone lub odwrócone przez dobór działający na owady przyciągane do kwiatu w “nie-pułpkowym sezonie”. Ale, jak informuje nowy artykuł Elsy Youngsteadt i in. w “American Naturalist” , okres, w którym są zarówno kwiaty, jak pułapki pokrywa się w znacznym stopniu.


Istnieją inne wyjaśnienia. Jest prawdopodobne, że najpierw wyewoluowały kwiaty oraz owady, dla których były atrakcyjne. Jeśli pułapki wyewoluowały później, mogły przyciągać inną grupę owadów, a więc konflikt pułapka/zapylanie nie istniałby dla żadnego z gatunków. (Pozostaje problem doboru przeciwko tym osobnikom, które uznawały pułapki za atrakcyjne.)


W każdym razie, żeby zobaczyć, czy istnieje konflikt miedzy zapylaniem a odwiedzaniem pułapek przez owady oraz między pożywieniem a zapylaniem dla roślin, trzeba odkryć, kto zapyla muchołówka i kto daje się złapać w pułapkach. Do czasu opublikowania tego artykułu nikt nie miał najmniejszego pojęcia.


Youngsteadt i jej koledzy spędzili 29,5 godziny zbierając owady, które zapylały lub odwiedzały D. muscipula w czterech miejscach przez cztery dni w okresie kwitnienia. Zidentyfikowali zarówno owady, które zostały schwytane, jak te, które zapylały kwiaty, dzieląc je w wyższe taksony, jeśli nie mogli zidentyfikować gatunku. Zmywali także pyłek z każdego owada, który odwiedził kwiat, ocenili ile pyłku pochodzi z pułapki muchołówki i wyliczyli indeks „znaczenia zapylacza”, który jest stosunkową obfitością danej grupy zapylaczy pomnożony przez wierność owada wobec rośliny (lub raczej stawonogów, bo były tam także pająki) pomnożone przez ilość pyłku D. muscipula noszonego przez stawonoga.


Wyniki
: Gatunki, które zostały schwytane w pułapki, i gatunki zapylające kwiaty zachodziły na siebie w bardzo niewielkim stopniu. Zdecydowanie najważniejszym zapylaczem była pszczołowata Augochlorella gratiosa, a daleko za nią barciel Typocerus sinuatus i chrząszcz Trichodes apivorus.


40% osobników schwytanych przez pułapki było pająkami, a wśród pozostałych większość to były mrówki i chrząszcze nie reprezentowane przez dwóch ważnych zapylaczy-chrząszczy.   Tutaj jest diagram z artykułu o zachodzeniu na siebie zapylaczy i ofiar, pokazując bardzo niewielkie zachodzenie na siebie gatunków:


(From the paper): Figure 2: Quantitative network illustrating the extent of overlap between Dionaea muscipula prey and flower visitors. Only flower visitors that carried pollen are shown. In each network, block heights in the left bar represent the relative sample sizes of arthropods from flowers and traps; block heights in the right bar represent relative abundance of each taxon in the combined sample from traps and flowers. Taxa shared between traps and flowers are connected both to traps (light gray connections) and to flowers (dark gray connections); shared taxa are expanded in the inset. Data underlying the figure are deposited in the Dryad Digital Repository: http://dx.doi.org/10.5061/dryad.p8s64 (Youngsteadt et al. 2017).
(From the paper): Figure 2: Quantitative network illustrating the extent of overlap between Dionaea muscipula prey and flower visitors. Only flower visitors that carried pollen are shown. In each network, block heights in the left bar represent the relative sample sizes of arthropods from flowers and traps; block heights in the right bar represent relative abundance of each taxon in the combined sample from traps and flowers. Taxa shared between traps and flowers are connected both to traps (light gray connections) and to flowers (dark gray connections); shared taxa are expanded in the inset. Data underlying the figure are deposited in the Dryad Digital Repository: http://dx.doi.org/10.5061/dryad.p8s64 (Youngsteadt et al. 2017).

Wniosek: Pokazuje to, że zapylacze nie mają problemu z pułapkami, bo nie odwiedzają pułapek. Nie jest jednak jasne, co to znaczy. Nadal jest kilka alternatyw: zapylacze podlegały doborowi na nieodwiedzanie pułapek, lub liście i kwiaty wyewoluowały w różnych okresach, z kwiatami przyciągającymi gatunki, których nie przyciągały powstałe później pułapki. Autorzy piszą o „doborze na rozejście się do nisz zajmowanych przez kwiaty i pułapki”, co jest doborem na uniknięcie konkurencji z innymi gatunkami, ale dla mnie pułapki nie są „niszami” w większym stopniu niż paszcza niedźwiedzia polarnego jest „niszą” dla foki.


Ogólnie artykuł po prostu pokazuje, że dla większości owadów nie istnieje konflikt między zapyleniem a zostaniem zjedzonym. To jednak nie wyjaśnia, czy taki konflikt istniał kiedyś, ani dlaczego owady i inne gatunki nie wyewoluowały tak, by unikać pułapek. Oczywiście, adaptacja ofiar nigdy nie jest doskonała: gdyby była, nie byłoby drapieżników.


h/t: Matthew Cobb

_________

Elsa Youngsteadt, E. R. E. Irwin, A. Fowler, M. A. Bertone, S. J. Giacomini, M. Kunz, D. Suiter, and C. E. Sorenson. 2018. Venus flytrap rarely traps its pollinators. The American Naturalist, published online


A conundrum: What pollinates Venus-fly traps?

Why Evolution Is True, 7 lutego 2018

Tłumaczenie: Małgorzata Koraszewska



Jerry A. Coyne


Profesor (emeritus) na wydziale ekologii i ewolucji University of Chicago, jego książka "Why Evolution is True" (Polskie wydanie: "Ewolucja jest faktem", Prószyński i Ska, 2009r.) została przełożona na kilkanaście języków, a przez Richarda Dawkinsa jest oceniana jako najlepsza książka o ewolucji.  Jerry Coyne jest jednym z najlepszych na świecie specjalistów od specjacji, rozdzielania się gatunków.  Jest wielkim miłośnikiem kotów i osobistym przyjacielem redaktor naczelnej.


Skomentuj     Wyślij artykuł do znajomego:     Wydrukuj






Nauka

Znalezionych 876 artykuły.

Tytuł   Autor   Opublikowany

Kilka myśli o altruizmie   Coyne   2018-12-10
Nauka nie jest twoim wrogiem   Pinker   2018-12-08
Czy poparcie przez celebrytę może skłonić ludzi do zaakceptowania ewolucji?   Coyne   2018-12-07
Dominujący indyk i jego popisy   Lyon   2018-12-04
Dlaczego kocie języki są kolczaste?   Coyne   2018-12-01
Hiszpania dąży do zakazania alternatywnej medycyny   Novella   2018-11-30
Inżyneria fotosyntezy i jej przeciwnicy   Novella   2018-11-27
Mój list do Darwina   Coyne   2018-11-26
Zapuszczenie   Łopatniuk   2018-11-24
Nowa praca potwierdza sześć podgatunków tygrysa   Coyne   2018-11-21
Nawigacja może być fundamentalna dla myślenia   Novella   2018-11-20
Zrezygnowanie z hamburgerów nie uratuje planety   Lomborg   2018-11-16
Echinacea nie działa na przeziębienie   Novella   2018-11-15
Laserowe skanowanie Archeopteryxa   Novella   2018-11-10
Apoptoza całego ciała   Dennett   2018-11-09
Głębota i polityka pseudogłębi   Hughes   2018-11-08
Niewydolność wątroby spowodowana ekstraktem z zielonej herbaty   Novella   2018-11-06
Skąd wiemy, że niemal wszyscy neandertalczycy byli praworęczni?   Coyne   2018-11-05
Co nam daje psychologia ewolucyjna?   Flock   2018-11-01
Problemy z organiczną żywnością i badaniem raka   Novella   2018-10-31
Geny, które wpływają na ludzką inteligencję i osobowość   Ridley   2018-10-30
Dławiący problem   Łopatniuk   2018-10-27
Niepoprawna ludzkość znowu poprawiona   Koraszewski   2018-10-26
Neandertalskie kości w Chorwacji   Coyne   2018-10-25
Światowa Organizacja Zdrowia udziela poparcia szarlatanerii   Novella   2018-10-24
Socjologia. Uwagi o nauce zaangażowanej   Koraszewski   2018-10-22
Daj ać ja pobruszę …   Łukaszewski   2018-10-20
Opieka zdrowotna neandertalczyków   Novella   2018-10-17
Łez kamienie   Łopatniuk   2018-10-13
Akademicki skandal: troje badaczy umyślnie publikowało fałszywe artykuły o „badaniach żałości”, by pokazać fatalne standardy akademickie w naukach społecznych   Coyne   2018-10-12
Skuteczny kontra patologiczny altruizm   Anomaly   2018-10-10
Czas powiedzieć stop pseudonauce o GMO   Novella   2018-10-02
Trochę inny rak wątroby   Łopatniuk   2018-09-29
Najwcześniejsze znane zwierzę?   Coyne   2018-09-27
Organiczne rolnictwo nie jest najlepsze   Novella   2018-09-24
Ateista z chwilową luką w pamięci i w szoku niewolnictwa   Dawkins   2018-09-21
Stereotypy są często szkodliwe a zarazem poprawne   Shpancer   2018-09-21
Atak “doktorostwa Wolfson” na rodziców chłopca, który zmarł na koklusz     2018-09-20
Probiotyki – to skomplikowane   Novella   2018-09-13
Przesądy i złudzenie kontroli   Novella   2018-09-11
Antyszczepionkowcy - pielęgniarka lub lekarz nie powinni opiekować się dziećmi     2018-09-10
Francuski uniwersytet wyrzuca homeopatię   Novella   2018-09-08
Plastry uśmierzające ból z Luminas: gdzie słowa „kwantum” i „energia” w rzeczywistości znaczą „magia”     2018-09-07
Odkryto nowy rodzaj neuronów u ludzi   Novella   2018-09-06
Epigenetyka: powrót Lamarcka? Nie tak szybko!   Coyne   2018-09-05
Przejściowe formy przodków żółwia   Novella   2018-09-03
Recenzja nowej książki Davida Quammena o drzewach ewolucyjnych (i porównanie z innymi recenzjami)   Coyne   2018-09-01
Dlaczego jedne sowy mają kępki piór na uszach, a inne nie?   Lyon   2018-08-30
Psychoaktywny lek i doświadczenie śmierci   Novella   2018-08-29
Samce koników morskich, które są ciężarne, redukują inwestycję w potomstwo, jeśli widzą seksowną samicę   Coyne   2018-08-28
Uderzające podobieństwo: rewolucyjne wyniki badań nad bliźniętami   Dynesen   2018-08-27
Ale tego wija lepiej zostaw w spokoju   Łopatniuk   2018-08-24
Ile jest ziemi nadającej się pod uprawę?   Novella   2018-08-22
Więcej o szarlatanerii komórek macierzystych   Novella   2018-08-18
Kontrolowane próby szczepionek   Novella   2018-08-15
Ogniska odry w Brooklynie w 2013 r.: Badanie kosztów antyszczepionkowej pseudonauki     2018-08-14
Uprzednie doświadczenie wpływa na to, co widzimy   Novella   2018-08-11
Efekt Krugera-Dunninga, antyszczepionkowcy i arogancja ignorancji     2018-08-09
Nowe zastosowania zużytych filtrów do dializy   Blum   2018-08-07
Puszczyk mszarny   Lyon   2018-08-06
Oprzeć się wiatrom - dobór naturalny, huragany i jaszczurki   Mayer   2018-08-04
Unia Europejska odrzuciła uprawy z edytowanym genomem   Ridley   2018-08-03
Spojrzenie na ruch anty-GMO   Novella   2018-08-02
Tajemne życie morskich ptaków   Ridley   2018-08-01
Więcej dowodów przeciwko „epigenetycznie” dziedziczonym i środowiskowo wprowadzonym zmianom w DNA   Coyne   2018-07-31
Usterka w Matriksie   Novella   2018-07-27
Czy współczesny Homo sapiens wyewoluował w różnych częściach Afryki?   Coyne   2018-07-24
Pandemie, szczepienia, i kuracja mleczna profesora Jastrebowa   Turski   2018-07-21
Sóweczka dwuplamista   Lyon   2018-07-20
Lucyfer, którego wymyślił Zimbardo. O konsekwencjach stanfordzkiego eksperymentu więziennego i skandalu, którego stał się obiektem   Witkowski   2018-07-19
Nie kłacz, gdy kaszlesz   Łopatniuk   2018-07-14
Kwantowe bzdury w parapsychologii   Novella   2018-07-12
Pełzająca percepcja problemów   Novella   2018-07-10
Ale czy mogą cierpieć?   Dawkins   2018-07-07
Wronia inteligencja   Novella   2018-07-06
Gąsienica naśladuje pazurnicę   Coyne   2018-07-05
O mózgach męskich i żeńskich   Novella   2018-07-03
Czy hieny rozbijają ludzki patriarchat?   Coyne   2018-06-30
Mikrobiom jelitowy i stany lękowe   Novella   2018-06-28
Ukośniki przędą spadochrony z nici pajęczej i odlatują po sprawdzeniu wiatru odnóżami   Coyne   2018-06-26
To może być toczeń, czyli o wilku, który pożarł serce   Łopatniuk   2018-06-23
Kreacjonizm i nagonka na Coyne’a w „Daily Caller”   Coyne   2018-06-22
Kłamstwa anty-GMO   Novella   2018-06-20
Protezy kończyn - kolejny postęp   Novella   2018-06-16
Dziwne zawiłości procesu dziedziczenia   Coyne   2018-06-13
Homeopatia, wibracje i oszustwo     2018-06-12
Wyników Séraliniego nie daje się powtórzyć   Novella   2018-06-11
Helen Lawson i czarna maść: wycinanie, wypalanie i zatruwanie w sposób „naturalny”     2018-06-09
Patyczaki mogą rozprzestrzeniać się jak nasiona roślin: w ptasich odchodach   Coyne   2018-06-08
Czy teoria doboru naturalnego Darwina zmieniła nasz pogląd na miejsce ludzkości   Dennett   2018-06-07
Kosmici-głowonogi i panspermia   Novella   2018-06-05
Marność dowodów na przekazywanie wprowadzonych środowiskowo, „epigenetycznych” zmian w DNA kolejnym pokoleniom u ludzi   Coyne   2018-06-04
Homeopatyczne nosodes   Novella   2018-05-31
Fałszywa dychotomia i negacja nauki   Novella   2018-05-28
Nicień w oku bliźniego   Łopatniuk   2018-05-26
Budzenie zmarłych   Novella   2018-05-21
Finansowanie społecznościowe terapii komórkami macierzystymi o nieudowodnionej skuteczności: wykorzystywanie hojności obcych, by płacić za szarlatanerię     2018-05-18
Co mówi nam ruch płaskiej Ziemi     2018-05-17
Osy papierowe + sprytny biolog = tęczowe gniazda   Coyne   2018-05-14
Jak to jest, że Stanisław Burzyński nadal żeruje na zrozpaczonych pacjentach z rakiem?     2018-05-12

« Poprzednia strona  Następna strona »
Polecane
artykuły

Einstein



Socjologia



Allah stworzyl



Uprzednie doświadczenie



Żydowski exodus



PRL Chrystusem narodów



Odrastające głowy hydry nazizmu



Homeopatia, wibracje i oszustwo


Żołnierz IDF



Prawo powrotu



Mózg i kodowanie predyktywne



Nocna rozmowa



WSzyscy wiedza



Nieustający marsz



Oświecenie Pinker



Alternatywna medycyna zabija



Kobiety ofiarami



Prometeusz



modyfikowana pszenica



Arabowie



Roboty będą uprawiać ziemię



Sumienie, czyli moralność bez smyczy



Skomplikowana ewolucja



Argument neuroróżnorodności



Nowe badanie pamięci długotrwałej



Ściganie bluźnierstwa



Ryby jaskiniowe



Autyzm



Od niepamiętnych czasów



Tunezyjczycy przeciw złemu prawu



Drugie prawo termodynamiki



Pochwała ignorancj



Mistyfikacja Sokala



Intronizacja Chrystusa


Listy z naszego sadu
Redaktor naczelny:   Hili
Webmaster:   Andrzej Koraszewski
Współpracownicy:   Jacek, , Malgorzata, Andrzej, Marcin, Henryk