Warum versorgt eine Orchidee so gerne Ameisen?

Es gibt einen Artikel, der in den freien Zugang verschoben wurde unter Annals of Botany. Aufnahme von Ameisenstickstoff in der myrmekophytischen Orchidee Caularthron bilamellatum von Gegenbauer et al. Es beschreibt eine seltsame Orchidee.

Caularthron bilamellatum ist ein Myrmekophyt. Ein Myrmekophyt ist eine Pflanze, die sich entwickelt hat, um mit Ameisen zu leben. Es ist ein fakultativer Mutualismus was bedeutet, dass C. bilamellatum nicht technische Ameisen, um zu überleben, aber dass es sehr glücklich ist, sie zu benutzen. Wenn die Pflanze ohne Ameisen überleben kann, wie eng sind sie dann mit den Insekten verbunden?

Du wirst es finden C. bilamellatum in den Wäldern Mittelamerikas. Sie sind ein Epiphyt, was bedeutet, dass sie auf anderen Pflanzen wachsen, aber zur Unterstützung und nicht als Parasiten. Da ihnen Wurzeln fehlen, müssen sie Wasser speichern und dazu haben viele Aufsitzerpflanzen Pseudobulben. Dies sind Schwellungen, die als Speicherorgane dienen. Jedoch, C. bilamellatum hat hohle Pseudobulben. Es speichert nicht nur Wasser. Es speichert Ameisen.

Wenn du eine Ameise bist, dann C. bilamellatum ist der Himmel. Die Orchidee produziert nicht nur Nektar in Blüten, sie produziert Nektar an vielen Stellen rund um die Pflanze. Nektar ist etwas weiter von der Blüte entfernt Stiel, die Samenkapseln, sich entwickelnde Triebe und sogar Blattbasen. Gegenbauer et al Sagen wir, dies bedeutet, dass Ameisen das ganze Jahr über Nektar bekommen können, und es ist keine unbedeutende Menge. Für einige Kolonien liefert die Orchidee die Hälfte der Nahrung, die die Kolonie benötigt. Dies ist eine erstaunliche Investition für die Pflanze, um Ameisen glücklich zu machen. Warum?

Ein Grund könnte Schutz sein. Die Bereitstellung von Mittagessen für die Ameisen könnte dazu beitragen, dass die Orchidee nicht für etwas anderes zu Mittag gegessen wird. Es braucht einen hingebungsvollen Pflanzenfresser, um mit einem Mund voller wütender Ameisen zu kauen. Aber Gegenbauer et al haben in der Literatur etwas anderes gefunden, von dem sie glaubten, es testen zu können. Die Pseudobulben mit Ameisen in ihnen produzierten mehr Blüten und Früchte als die leeren Pseudobulben. Es ist offensichtlich, dass Ameisen der Pflanze Nahrung entziehen, aber könnten sie etwas mit Kot oder Trümmern zurückgeben, die als Dünger dienten? Dies ist, was das Papier testet, insbesondere die Bewegung von N von den Ameisen zur Pflanze.

Zuerst müssen Sie Ihre Pflanzen finden. Gegenbauers Team fand sie in Panama am Barro Colorado Naturdenkmal. et al. Hier wachsen die Orchideen im Blätterdach des Waldes. Die Orchideen wachsen Haarlose Annona Diese erreichen üblicherweise nur eine Höhe von 7 m, sodass die Baumkrone gut zugänglich ist. Das Team sammelte zahlreiche Pflanzen mit besiedelten und leeren Pseudobulben in verschiedenen Wachstumsstadien.

Morphologie der Pseudobulben von Caularthron bilamellatum. Das gesamte Material stammt von Pflanzen, die natürlich auf Annona glabra (Annonaceae) im BCNM, Panama, wachsen. (A) Eine kleine Plastikflasche (blau, Pfeil) mit 15N-angereicherter Honiglösung wurde unter den Orchideen angebracht, um einen möglichen Nährstofftransfer von Ameisen zu den Pflanzen zu untersuchen. (B) Längsschnitt einer unreifen Pseudobulbe mit transparentem Parenchymgewebe im Zentrum und beginnender Austrocknung an der Basis (hellbraunes Gewebe). (C) Querschnitt nahe der Spitze einer reifen, hohlen Pseudobulbe, die nicht von Ameisen bewohnt ist. (D) Längsschnitt des apikalen Bereichs einer reifen, von zahlreichen Ameisen bewohnten Pseudobulbe. Die gesamte Oberfläche ist mit organischem Material bedeckt, das Überreste von Beutetieren, toten Ameisen, Milben und Schildläusen enthält. (E) Längsschnitt einer reifen, von zahlreichen Ameisen bewohnten Pseudobulbe. Der Eingang befindet sich an der Basis (rechts). Die Oberfläche der Höhle ist im unteren Drittel glatt und wird zur Spitze hin (links), wo die Abfallstoffe gelagert werden, zunehmend rauer. Ameisenkartons sind im mittleren Bereich des Pseudobulbus sichtbar. Abbildungen von Gegenbauer et al. (2012).

Im Labor verwendete das Team ein schweres Isotop von Stickstoff ¹⁵N zur Herstellung von Ammoniumchlorid. Sie injizierten dies in die Hohlräume der Pseudobulben und ließen die Pflanzen wachsen, um zu sehen, ob andere Teile der Pflanze anfingen, sie zu zeigen ¹⁵N in ihnen.

In freier Wildbahn lagen die Dinge anders. Um zu testen, ob die Ameisen die Pflanzen befruchteten, mussten sie die bekommen ¹⁵N in die Insekten. Dazu mussten sie buchstäblich eine Honigfalle aufstellen. Sie fügten Honig mit etwas schwerem Ammoniumchlorid hinzu. Die Ameisen würden die Nahrung zurück zum Nest und in die Pseudobulbe bringen. Wenn ihr Abfall die Pflanze düngte, dann die ¹⁵N würde vom Honig über die Ameisen zur Orchidee wandern.

In beiden Fällen die Anzeige ¹⁵N zog in andere Teile der Anlage. Gegenbauer et al zeigte, dass das nicht nur möglich war C. bilamellatum Sie könnten zeigen, wie Ameisen Stickstoff aufnehmen und diesen Vorgang in der Natur beobachten. Sie diskutieren Ähnlichkeiten zu fleischfressenden Pflanzen. Fleischfressende Pflanzen fangen Insekten, weil sie in nährstoffarmen Böden leben. Diese Orchidee fängt zwar keine Ameisen, hat aber dennoch ein Nährstoffproblem. Gegenbauer et al Vergleichen Sie es mit der protokarnivoren Pflanze Gorgonische Roridula.

Gorgonische Roridula kann Beute nicht verdauen, aber es kann sie für ein anderes Insekt fangen. Die Pflanze ernährt sich dann von den Nährstoffen im Kot. Caularthron bilamellatum fängt nichts ein, aber der Verdauungsprozess ist ähnlich.

Als er über Orchideen schrieb, sagte Charles Darwin: „Bei meiner Untersuchung von Orchideen ist mir kaum eine Tatsache so aufgefallen wie die endlose Vielfalt der Struktur … um genau dasselbe Ziel zu erreichen, nämlich die Befruchtung einer Blume durch den Pollen einer anderen …" Es scheint, dass C. bilamellatum als eine andere Art von Dünger.