Pflanzen spezialisieren sich manchmal. Das Catering für einen bestimmten Partner kann eine zuverlässige Nahrungsquelle oder Bestäubung sicherstellen. Gleichzeitig schränkt die Abhängigkeit von diesem Partner Ihre Anpassungsfähigkeit ein. Eine neue Studie von Guo und Kollegen, Ein symbiotischer Balanceakt: arbuskuläre Mykorrhiza-Spezifität und spezialisierte Trauermückenbestäubung in der mykoheterotrophen Gattung Thismie (Thismiaceae), betrachtet eine Pflanze, die nicht nur einen Partner hat, sondern zwei.

Thismia tentaculata ist eine Pflanze, die Trauermücken zur Bestäubung ihrer Blüten verwendet. Die Blumen sind für sie gebaut und für andere Insekten nicht zugänglich. Unter der Erde wird es jedoch seltsamer.

Die meisten Pflanzen sind autotroph. -Trophäe bezieht sich darauf, was sie essen, und Auto bedeutet, dass sie es selbst machen. Ein Autotroph stellt also seine eigene Nahrung her, normalerweise durch Photosynthese. Thismie ist ein Heterotroph, ein Mycoheterotrophe, um genau zu sein. -Hetero bedeutet, dass es seine Nahrung von woanders bekommt, und Meine Co. sagt uns, es ist von Pilz.

Professor Richard Saunders von der University of Hong Kong und Autor der Veröffentlichung sagte: „Mykoheterotrophie, bei der Pflanzen die Photosynthese aufgeben, um ihre Kohlenstoffversorgung indirekt von autotrophen Pflanzen über einen Mykorrhiza-Vermittler zu beziehen, ist ein von Natur aus interessantes biologisches Phänomen . Obwohl es unter den Blütenpflanzen vergleichsweise selten ist, hat es sich unabhängig voneinander in mehreren verschiedenen Abstammungslinien entwickelt.“

Da wir nicht verwandte Mykoheterotrophe kennen, können wir Pflanzen vergleichen und gegenüberstellen. Wenn verschiedene Pflanzen ähnliche Lösungen für Probleme anwenden, sagt dies etwas darüber aus, wie Mykoheterotrophie funktioniert. Saunders sagte: „Wir gehen speziell darauf ein, ob es für eine Pflanzenart (in diesem Fall die mykoheterotrophe Art) möglich ist Thismia tentaculata), sich gleichzeitig auf zwei hochspezialisierte Symbionten zu verlassen: Es wurde zuvor die Hypothese aufgestellt, dass Mykoheterotrophe, die von einem sehr engen Spektrum arbuskulärer Mykorrhiza-Symbionten abhängig sind, wahrscheinlich ein sehr stabiles Fortpflanzungssystem annehmen, das die Samenbildung sicherstellt. Thismie Blumen sind strukturell sehr komplex, was darauf hindeutet, dass sie eher fremdbestäuben als durch Selbstbestäubung Samen bilden.“

Es waren diese kunstvollen Blumen, die den Hinweis darauf lieferten Thismie jonglierte mit zwei Partnern. Saunders sagte: „Thismia-Arten haben hochkomplexe Blüten, die nicht mit Selbstbefruchtung vereinbar sind. Viele Bestäubungsökologen haben über den wahrscheinlichen Bestäubungsmechanismus in der Gattung spekuliert, aber es wurden noch nie zuvor empirische Studien durchgeführt (wahrscheinlich wegen der kurzlebigen Natur der Pflanzen und ihrer Seltenheit).

Es scheint Thismie kann die Anforderungen der beiden Partner ausgleichen, denn während die Beziehung spezialisiert ist, geht es um Zahlen Thismie's Seite. Saunders sagte: „Obwohl wir die Existenz einer doppelten Spezialisierung über und unter der Erde zeigen, scheint es, dass sowohl die arbuskulären Mykorrhiza-Symbionten als auch die Trauermücken-Bestäuber weit verbreitet sind. Symbiosen mit mehreren Partnern sind möglich, wenn kein redundanter selektiver Druck ausgeübt wird, um eine bereits eingeschränkte Reihe von Merkmalen der Lebensgeschichte weiter einzuschränken.“

Angesichts der Seltenheit von Thismie und seiner vorübergehenden Lebensweise mag es scheinen, dass es sich um eine seltsame Pflanze handelt, auf der eine Studie basieren könnte. Es muss einfacher zu findende Mykoheterotrophe geben. In diesem Fall sagte Saunders, dass der Standort wichtig sei. „Thismie Arten sind selten und oft vergänglich und unzugänglich. Meine Forschungsgruppe hat ihren Sitz in Hongkong, wo wir das Glück haben, zwei Ureinwohner zu haben Thismie Arten, von denen eine im Gebiet endemisch ist. Der relativ einfache Zugang zu den Standorten ermöglichte uns zeitaufwändige Beobachtungen der Reproduktionsökologie, die andere Forscher nicht durchführen konnten.“

Saunders sagte, während Hongkong dies getan habe Thismie es bereitet im Vergleich zu den beiden anderen Partnern noch Schwierigkeiten. „Das größte Problem war die relative Seltenheit von Thismia tentaculata, was erhebliche Beschränkungen für Stichprobengrößen und Replikation auferlegte. Die Mykorrhizapilze wurden identifiziert, indem die DNA extrahiert, kommerziell sequenziert und die Sequenzdaten mit verfügbaren Datenbanken verglichen wurden. Trauermücken sind auf dem Waldboden allgegenwärtig und werden oft in der Nähe der Laubstreu gesehen (obwohl sie sehr klein sind, ca. 1 mm, und daher leicht übersehen werden).“

Während Thismie diese duale Partnerschaft haben, ist es gut möglich, dass sie nicht die einzigen Werke sind, die dies tun. „Die Bestäubung durch Trauermücken ist phylogenetisch ziemlich weit verbreitet unter Arten mit Blüten, die sich in der Nähe der Laubstreu befinden. Die Mykorrhiza-Wechselwirkungen mit Mykoheterotrophen sind jedoch besser untersucht als die Bestäubungsökologie. Da Mykoheterotrophe oft gezeigt haben, dass sie mit einer einzigen Pilzart interagieren und oft auch strukturell komplexe Blüten haben, ist es wahrscheinlich, dass andere Arten eine doppelte Partnerschaft entwickelt haben.“

Angesichts der schieren Vielfalt an Orchideen könnte es interessant sein, nach eher mixtrophen oder heterotrophen Arten zu suchen.

Die Forschung widerlegt nicht nur eine Annahme, die über Mykoheterotrophe gemacht wurde, sondern eröffnet auch neue Möglichkeiten. Saunders sagte: „Ich denke, unsere Arbeit ist interessant, weil sie das Bestäubungssystem in zeigt Thismie zum ersten Mal. Arten dieser Gattung haben eine außerordentlich komplexe und variable Blütenmorphologie, und es gibt einen beträchtlichen Spielraum für das Verständnis der breiteren Vielfalt von Bestäubungssystemen in der Gattung und der damit verbundenen evolutionären Übergänge: Die Rekonstruktion einer robusten und gut untersuchten molekularen Phylogenie der Gattung würde dies eindeutig tun dies sehr unterstützen, ebenso wie die Klärung der chemischen Signale, die die Pilzmücken-Bestäuber anziehen. Es ist bekannt, dass Trauermücken von Pilzen angezogen werden und wahrscheinlich von pilzähnlichen Blumendüften stimuliert werden; leider scheitern unsere versuche den blumigen duft zu charakterisieren Thismia tentaculata war nicht erfolgreich."

„Ein weiterer Bereich, der weiter untersucht werden sollte, ist die Funktion des Exsudattropfens, der sich auf den Anhängselhaaren bildet (Pfeil oben). Unklar ist, ob es als Bestäuberbelohnung fungiert: Wenn nicht, dann hat die Pflanze vermutlich ein trügerisches Bestäubungssystem und ist daher ein ‚doppelter Betrüger‘.“

Thismie mag geschickt darin sein, Partner anzuziehen, aber es scheint, dass es das Beste aus den Partnern herausholt, die es hat.