هناك حيوانات مفترسة مخفية

تلتقط النباتات آكلة اللحوم الحيوانات لتستخدم النيتروجين الموجود في أجسامها. كشفت دراسة جديدة أنه حتى النباتات العادية قادرة على قتل الحشرات بمساعدة فطر خاص. كيف يحدث ذلك؟

نعوم ليفيتان جاليليو

تحتاج النباتات، مثل جميع الكائنات الحية المعروفة لنا، إلى مركبات النيتروجين لتنمو. على الرغم من أن غاز النيتروجين شائع جدًا في الغلاف الجوي، ويشكل 78% من حجمه، إلا أن النباتات غير قادرة على امتصاصه ("تثبيت النيتروجين") مباشرة من الهواء.

إنها تمتص مركبات النيتروجين من التربة، ولكن هذا أيضًا بفضل البكتيريا المثبتة للنيتروجين التي تعيش في التربة أو تتعايش داخل جذور بعض النباتات، والتي تثبت النيتروجين في الهواء وتحوله إلى مركبات متاحة للنباتات (النترات أو النترات). الأمونيا). بالإضافة إلى ذلك، تقوم الفطريات والبكتيريا بتفكيك المواد العضوية الموجودة في التربة، مثل النباتات والحيوانات الميتة، وإعادتها مرة أخرى إلى مركبات متاحة بالإضافة إلى النيتروجين الحر الذي يعود إلى الغلاف الجوي.

النباتات آكلة اللحوم
وجدت النباتات آكلة اللحوم، مثل الجورس أو النديد، التي تنمو في أماكن فقيرة بالنيتروجين، طريقة أخرى للحصول على النيتروجين: فهي تلتقط الحيوانات وتهضمها وتستخدم النيتروجين من أجسامها. واكتشف سكوت بيهي وزملاؤه من جامعة بروك في كندا، في دراسة نشرت مؤخرا في مجلة ساينس العلمية، أنه حتى النباتات "العادية" قادرة على قتل الحشرات وهضمها. لكن بينما تقوم النباتات آكلة اللحوم بذلك باستخدام الفخاخ الظاهرة، فإن نباتات أخرى تصطاد سرا بمساعدة فطر يشارك في القتل.

وبالفعل في عام 2001، اكتشف فريق آخر من الباحثين، في دراسة نشرت في مجلة Nature، أن الصنوبر الأبيض (Pinus strobus) ليس شجرة بريئة، بل حيوان مفترس يتغذى - بمساعدة فطر يعيش على جذوره - من مفصليات صغيرة تشبه الحشرات تسمى الذيل الشوكي. إن شراكة الصيد هذه تنفرد بها أشجار الصنوبر الأبيض وبعض أنواع الفطريات، ولكنها دفعت بيهي وزملائه إلى البحث عن أمثلة أخرى للتعاون بين النباتات والفطريات في صيد المفصليات، مثل الحشرات.

وافترض الباحثون أن الفطر، الذي من المرجح أن يكون جزءًا من هذا النوع من التعاون، ينتمي إلى جنس Metarhizium. تنتشر فطريات التربة التي تنتمي إلى هذا الجنس في جميع أنحاء العالم، وهي طفيليات معروفة للحشرات، قادرة على إصابة وقتل أكثر من 200 نوع مختلف من الحشرات. لقد نجحت في القتل لدرجة أن الإنسان اعتمدها كسلاح بيولوجي ضد الحشرات. بالإضافة إلى ذلك فإن العديد من فطريات الميتارهيزيوم تعيش في تكافل داخل جذور النباتات، لذا فمن المتصور أنها ستشارك في نقل النيتروجين من الحشرات التي تقتلها إلى النباتات.

القاتل المأجور
ولاختبار ذلك، قام بيهي وزملاؤه بحقن يرقات عثة الدونغ الكبيرة (Galleria mellonella) بالنيتروجين الملحوظ، ثم أصابوها بالفطر ودفنوها في الأرض بجوار الفاصولياء الشائعة (Phaseolus vulgaris) والدخن العذراء (Panicum virgatum). ) النباتات. وقام الباحثون بفصل اليرقات المدفونة عن جذور النباتات باستخدام شبكة ذات ثقوب صغيرة لا تسمح للجذور بالنمو من خلالها، بل تسمح للشبكات الفطرية بالنمو من خلالها.

وماتت اليرقات بعد يومين من إصابتها بالفطر، وبعد 14 يومًا وجد الباحثون علامة النيتروجين في أنسجة النبات. 28% من إجمالي النيتروجين الموجود في الفول و32% من النيتروجين الموجود في الدخن يأتي من اليرقات الميتة. تم الحصول على نتائج مماثلة أيضًا عندما لم يقم بيهي وزملاؤه بإصابة اليرقات بالفطر، بل بالنباتات. من ناحية أخرى، عندما لم تكن اليرقات والنباتات مصابة بالفطر، أو كانت مصابة بفطر لا يشكل تكافلًا مع النباتات، لم يتم العثور على أي نيتروجين مُسمى تقريبًا في أنسجة النبات. ووفقاً لهذه النتائج، فإن الطريقة الوحيدة لوصول النيتروجين من اليرقات إلى النباتات هي من خلال الفطريات. يعتني الفطر بالحشرة، ويقتلها "من أجل" النبات، وينقل النيتروجين من الحشرة إلى النبات الذي ترتبط به بمساعدة شباكها. بالمناسبة، يتلقى الفطر مركبات الكربون من النبات مقابل النيتروجين.

ويبقى أن نرى مدى انتشار هذه الظاهرة وأهميتها في الطبيعة، وليس في ظل الظروف المختبرية، ولكن بالنظر إلى أن العلاقة بين الميتارهيزيوم والنباتات منتشرة على نطاق واسع، فمن المنطقي جدًا أن يكون الافتراس الخفي للحشرات والمفصليات الأخرى أمرًا شائعًا أيضًا. واسع الانتشار. بمساعدة الفطريات، يمكن للنباتات أن تتمتع بالمزايا التي تتمتع بها النباتات آكلة اللحوم، دون الاستثمار في إنشاء فخاخ وفخاخ خاصة؛ كل ما يحتاجونه هو أن يدفعوا للقاتلة بعض مركبات الكربون.

لمزيد من القراءة:
Behie، SW، Zelisko، PM & Bidochka، MJ الفطريات الطفيلية الحشرية الداخلية تنقل النيتروجين مباشرة من الحشرات إلى النباتات. العلوم 336، 1576-1577 (2012).

للحصول على المقال الأصلي انقر هنا

تم نشر المقال كاملا في مجلة جاليليو عدد أغسطس 2012