Fleischfressende Pflanzen können in kargen Böden überleben, indem sie Insekten zu ihrer Nahrung hinzufügen und haben dafür Fallen entwickelt. Doch was passiert, wenn die Beute schwer zu fangen ist? Adam Cross und Kollegen untersuchten, wie manche Pflanzen Säugetiere einsetzen, um ihnen Beute zu jagen und zu liefern. Ihre chemische Analyse, veröffentlicht in Annals of Botany, zeigt, dass Wenn Insekten knapp sind, ist dies eine effektive Überlebensstrategie.
Fleischfressende Pflanzen sind eine Gruppe von Pflanzen, die sich entwickelt haben, um ihre Beute zu fangen und zu verdauen, um ihren Nährstoffbedarf zu ergänzen. Nepenthes ist die größte Familie dieser Pflanzen, die in den Paläotropen vorkommt. Sie können als Ranken, möglicherweise auf Bäumen, oder auch als niedrige Sträucher gefunden werden. Sie haben ihren gebräuchlichen Namen Kannenpflanze von einer charakteristischen Blattstruktur in Form einer Kanne, die sich hauptsächlich entwickelt hat, um Beute anzulocken, zu fangen und zu verdauen.
Die Krüge haben einen überhängenden Deckel und ein zylindrisches Peristom oder eine spezielle Lippe um den Mund des Krugs. Im Inneren des Krugs enthalten die Wände Drüsenzonen und Wachskristalle, die es der Beute erschweren, sie zu greifen, und dazu führen, dass sie in den Krug fallen. Der Krug enthält auch einen Enzymcocktail, der hilft, Nährstoffe aus der Beute abzubauen und aufzunehmen.
Nepenthes-Arten bewohnen nicht nur arme Böden, sondern viele leben auch in ultramafischen Böden, Böden mit einer hohen Konzentration an toxischen Elementen wie Nickel oder Kobalt. Diese Böden befinden sich rund um den Mount Kinabalu und den Mount Tambuyukon, die beide auf Borneo liegen und beide besonders reich an Nepenthes-Arten sind. In den hohen Lagen dieser Berge haben Botaniker scheinbar morphologische Anpassungen entdeckt, um Säugetierabfälle einzufangen und zu verzehren. Effektiv fungieren die Krüge als Toilettenschüsseln für Kleintiere.
Jüngste Studien haben eine außergewöhnliche wechselseitige Assoziation zwischen aufgezeigt Nepenthes Arten, die auf Borneo vorkommen, und zwei Arten kleiner Säugetiere: Bergspitzmäuse (Tupaia Montana) und Gipfelratten (Rattus baluensis). Clarke und Kollegen und Chin und Kollegen, stellten fest, dass sich diese Säugetiere von den kohlenhydratreichen Sekreten ernähren, die auf den Krugdeckeln von produziert werden Nepenthes niedrigii, Nepenthes Rajah und Nepenthes Macrophylla. Die Tiere koten dann in die Kannen und versorgen die Pflanzen kontinuierlich mit Nährstoffen. Während Tupaia Montana Besuche erfolgen tagsüber und Rattus baluensis Besuche finden überwiegend nachts statt, es ist noch nicht bekannt, ob andere nachtaktive Kleinsäuger an einer ähnlichen Gegenseitigkeit mit Nepenthes beteiligt sind.
Die Kannenmodifikationen, die bei einigen Arten von gefunden wurden Nepenthes scheinen angepasst zu sein, um gut damit zu arbeiten Tupaia MontanaDies deutet darauf hin, dass die Pflanze einen Teil ihrer Fähigkeit aufgibt, Insekten direkt zu fangen. In dieser Höhe sind Insekten jedoch vergleichsweise selten, daher ist es sinnvoll, dass die Pflanze das Tier die Beute jagen lässt und die Spitzmaus die konzentrierten Ergebnisse ihrer Arbeit ablegt, sobald diese fertig sind.
Nicht nur die Hochlandarten beherbergen Besucher. Nepenthes hemsleyana Hier leben Hardwickes Wollfledermäuse. Die Fledermäuse nisten in den Krügen und kommen nicht heraus, um ihre Notdurft zu verrichten. Ebenso … Nepenthes Macrophylla Sie lockt einen Vogel an, der als Berg-Schwarzauge bekannt ist und regelmäßig Kot in die Kannen absetzt. Cross und Kollegen merken jedoch an, dass bei keiner anderen Kannenpflanze außerhalb Borneos ähnliche Symbiosen durch Kotaufnahme beobachtet wurden. Handelt es sich also um einen Zufall oder hat es tatsächlich einen Vorteil, als Toilette für andere zu dienen?
Cross und seine Kollegen machten sich auf den Weg, um zu sehen, woher die Pflanzen ihre Nährstoffe bezogen. Leisten die Säugetiere einen erheblichen Beitrag oder war es nur ein kleines Extra für Pflanzen, die immer noch ihre Beute fangen? Sie taten dies, indem sie natürliche Isotope als Markierung verwendeten, um zu sehen, woher die Mahlzeiten kamen.
Wenn eine Pflanze ihren Stickstoff aus dem Boden bezieht, dann ist ihr Anteil an den schwereren Stickstoffverbindungen relativ gering. 15N-Isotop. Tiere konzentrieren sich 15N in ihrem Gewebe, wenn also eine Pflanze Insekten fängt, hat sie einen hohen N-Gehalt 15N in seinem Gewebe. Wenn ein Tier in die Pflanze kotet, dann neigt es dazu, mehr von dem schweren Stickstoff in seinem eigenen Körper zu behalten, während der Abfall etwas enthält 15N, es ist nicht so nährstoffreich wie Fleisch, daher sollten die Pflanzen, die als Toiletten dienen, einen mittleren Gehalt aufweisen. 15N.
Als die Wissenschaftler das Pflanzengewebe von den Berggipfeln untersuchten, um die Stickstoffquelle zu ermitteln, stellten sie zwar erhöhte <sup>15</sup>N-Werte fest, jedoch nicht so hohe, wie man es normalerweise von einer fleischfressenden Pflanze erwarten würde. Die Ergebnisse entsprechen den Erwartungen, wenn die Pflanzen nach anderen Stickstoffquellen suchen, ohne Insekten direkt zu fangen.
Cross und Kollegen stellen fest, dass nicht alle Nepenthes Pflanzen ziehen Säugetiere an, was Sie also möglicherweise sehen, ist eine Nischentrennung, bei der einige Pflanzen einer Stickstoffquelle nachjagen, während andere Pflanzen die Konkurrenz vermeiden, indem sie ihren Stickstoff woanders beziehen. Sie fügen auch hinzu, dass sogar die Nepenthes Insekten, die darauf ausgelegt sind, Säugetiere anzulocken, lassen sich eine kostenlose Mahlzeit nicht entgehen, wenn sie ihnen in den Krug summt. In ihrem Artikel schreiben sie:
Wir gehen davon aus, dass Nepenthes sich auf kontrastierende Lösungen für Nährstoffmangel in großen Höhen spezialisiert haben und dass die bei Nepenthes aus großen Höhen offensichtliche Spezialisierung aus dem Vorteil verschiedener Fangsysteme resultiert, die die Nährstoffrückgabe durch (1) das Anlocken, Einfangen und / oder Zurückhalten erleichtern bestimmter Beutegruppen; (2) das Fangen und Zurückhalten von Beute unter Umweltbedingungen, die die typische Kannenmorphologie weniger effektiv machen würden; oder (3) das Anziehen und Zurückhalten von nährstoffreichen tierischen Nebenprodukten (z. B. Fäkalien). Keines davon schließt sich gegenseitig in Bezug auf den zufälligen Beutefang aus. Die vielen Beispiele verschiedener Arten mit unterschiedlichen Fangregimen, die als Komponenten der Höhepunktvegetation auf verschiedenen Gipfeln in ganz Malesien stabil koexistieren – oft buchstäblich Seite an Seite –, können sowohl die Richtung widerspiegeln, in die dieser Selektionsdruck gehen kann, als auch seinen langfristigen, erfolgsorientierten Stabilität.Cross et al. 2022
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Cross, AT, van der Ent, A., Wickmann, M., Skates, LM, Sumail, S., Gebauer, G. und Robinson, A. (2022) "Das Einfangen von Säugetierausscheidungen durch Nepenthes ist eine effektive heterotrophe Ernährungsstrategie," Annals of Botany, 130(7), S. 927–938. Verfügbar um: https://doi.org/10.1093/aob/mcac134.
