Delen:
10 intrigerende strategieën in de oorlog tussen planten en insecten
Er is een onophoudelijk gemompel om ons heen, een dat niet op te sporen is voor menselijke oren. Strijd om leven en dood worden uitgevochten en loyaliteiten worden vervalst. Onze omgeving is een slagveld als planten een nooit eindigende oorlog voeren tegen hun eeuwige vijanden, de plantenetende insecten. Het is een rivaliteit die meer dan 350 miljoen jaar geleden begon, en beide partijen hebben sindsdien hun vechtvaardigheden aanzienlijk verbeterd.
10 Chemische oorlogsvoering
Bladeren en andere verrukkelijke plantendelen zijn voedsel voor insecten zoals rupsen of kevers. Maar er bestaat niet zoiets als een gratis lunch, zelfs in de insectenwereld. Gedurende de hele tijd hebben planten hun statische toestand getart door tal van tactieken te ontwikkelen om zichzelf te beschermen tegen plantenetende insecten. Deze variëren van buitenbepantsering (zoals doornen, stekelige of giftige haren die trichomen worden genoemd) tot rechttoe-rechtaan chemische verdedigingssystemen.
Deze chemische reacties zijn breed en kunnen één voor één of op een gecoördineerde manier worden geactiveerd. Over het algemeen zendt de plant, wanneer een insect begint te smullen, chemicaliën uit die het insect kunnen doden of de groei kunnen beïnvloeden. Zo plant een plant af en toe zijn bladeren op met wat bittere tannines, waardoor het een onaantrekkelijke lunch wordt voor de wants, om nog maar te zwijgen van een beetje onverteerbaar.
Dus hoe weten planten dat ze worden aangevallen? Welnu, er zijn veel verschillende methoden. Degene die hen echter helpt om snel te reageren, moet de insecten die erop kauwen 'horen'. Verbazingwekkend genoeg ontdekte een recente studie dat een kleine bloem werd genoemd Arabidopsis kan de trillingen identificeren die worden geactiveerd wanneer een rups op zijn bladeren kauwt, waardoor de plant zijn verdedigingen dienovereenkomstig kan verhogen.
9 De vijand van de vijand
Als een plant zelf geen hongerige indringers kan afweren, en als het geen eigen leger van felle mieren zoals de acaciaboom heeft, vraagt het vaak om een back-up. Vluchtige stoffen die in de lucht vrijkomen, sturen een lunchuitnodiging naar natuurlijke vijanden van herbivoren. Er kan wat extra bloemige nectar worden gegooid om de deal zoeter te maken. Onder de "goeden" die tot de redding komen zijn het lieveheersbeestje, de sluipwesp en enkele suggestief genoemde insecten, zoals de huurmoordenaar of de wolluisvernietiger.
Bijna alle planten kunnen deze noodsubstanties vrijgeven, maar sommige planten zijn meer "vocaal" dan andere. Dit betekent dat ze meer vluchtige verbindingen produceren. Hoe harder ze "schreeuwen", hoe gezonder ze zijn.
De vluchtige verbindingen dienen ook als een waarschuwingssignaal voor nabijgelegen planten, en moedigen hen aan om hun eigen verdediging te versterken. Bovendien informeren planten elkaar vaak over aanstaande bedreigingen door een op schimmels gebaseerd ondergronds netwerk te gebruiken om informatie "te delen". Het is in feite de natuurversie van internet, alleen is het vrij van bugs en wormen.
8 The Silky Defense
Weversmieren zijn bekend bij boeren vanwege hun vermogen om plagen te bestrijden, maar het zijn niet de enige geleedpotigen die planten kunnen beschermen tegen schadelijke insecten. Onderzoekers van de universiteit van Miami ontdekten dat spinnen zich ook kunnen verenigen met planten in hun meedogenloze strijd tegen hongerige insecten. En de spinachtige hoeft niet eens dag en nacht op het werk te zijn. Het enige dat het hoeft te doen is zijn web weven.
Spinnenzijde is eng genoeg voor een plaag om van gedachten te veranderen over eten in een plantenrestaurant. Wetenschappers zagen hoe kevers werden afgestoten door alleen de aanwezigheid van de zijde, waardoor de schade aan bladeren met ongeveer 50 procent afnam. Spinnen eten tenslotte kevers en de aanblik van zijde is een waarschuwing dat er ergens een roofdier in de buurt is.
Interessant is dat onderzoekers ook tests uitvoerden met de zijde van een zijderups en het was minder efficiënt in de veldexperimenten. Deze bevindingen zijn behoorlijk spannend dankzij hun potentieel voor het bieden van een groenere oplossing bij plaagbestrijding.
7 Een onwaarschijnlijke bondgenoot
In 2015 publiceerden onderzoekers van de Florida State University een meerjarig onderzoek naar de impact van mieren en sprinkhanen op een soort plant met de naam rabbitbrush. De studie onthulde een verrassend web van interspecies-allianties in de weiden van Colorado. Het is een gevecht om voedsel en overleving, met veel bochten en bochten.
De onderzoekers merkten op dat, terwijl sprinkhanen bezig waren met het nauwgezette proces om het sap uit de konijnenborstel te zuigen, ze het risico liepen zelf een prooi te worden voor roofdieren zoals lieveheersbeestjes. Om ze weg te jagen, zocht treehoppers hulp bij nabije mieren. De mieren beschermden hen in ruil voor wat zoete vloeistof, met dank aan de sprinkhanen.
Maar het is een hondenhondenwereld en de mieren waren weerloos voor een veel groter roofdier: een hongerige beer op zoek naar een snack. In de loop van vier jaar zagen onderzoekers dat beren grote schade hebben aangericht tot 86 procent van de mierenennesten in het gebied. De daling van het aantal van deze sprinkhaan bodyguards leidde tot gezondere, gelukkiger planten.
6 slimme verdedigingen
Ondanks al deze fabrieksbeveiligingssystemen moet een rups nog eten, dus hij zet enkele sluwe strategieën op zijn eentje in. Een onderzoek door onderzoekers van het Penn State's College of Agricultural Sciences toonde aan dat, om extra tijd te krijgen voor het kauwen op maïsweefsel, val-larven hun uitwerpselen (of frass) op de bladeren loslaten. Dit zorgt ervoor dat de plant denkt dat het wordt aangevallen door schimmelpathogenen.
Als resultaat past de maïsplant zijn verdedigingsstrategie aan om de nepaanval te beantwoorden. Omdat de plant niet tegelijkertijd zowel de insecten als pathogenen kan bestrijden, krijgen de rupsen een paar grote happen. Aan de positieve kant kunnen de bevindingen leiden tot een veiliger, op frass gebaseerd pesticide om planten te helpen die tegen pathogenen vechten.
Bovendien waarschuwen insecten elkaar, net als planten, over gevaren in de omgeving met behulp van de plant zelf als een telefoon.Onderaardse insecten kunnen met die bovengrond praten via chemicaliën die door de bladeren van de planten worden overgedragen. De insecten kunnen ook een "voicemail" -bericht achterlaten om de volgende generatie te waarschuwen dat er iets verdachts is aan die bepaalde plant.
5 Wapenbeslaglegging
In een mooie draai gebruiken sommige insecten planten om zichzelf te beschermen tegen hun eigen roofdieren. Dat is het geval met de cinnabar-mot, een zwart en karmozijnrood beest dat dicht bij de Jakrob-bloemen in Europa en Azië staat. Het Jakobskruiskruid staat immers bekend als een zeer giftige wiet en kan zelfs grote dieren zoals paarden en vee beschadigen.
Een cinnaber rups, die net zo levendig is als zijn volwassen vorm, kan binnen een paar dagen een groot Jakobskruid verslinden. (Eigenlijk werd dit insect in vele delen van de wereld geïntroduceerd als een biologische bestrijding van Jakobskruiskruid.) En net als de Afrikaanse bonte sprinkhaan hebben cinnabar-motten een specifiek enzym ontwikkeld dat hen in staat stelt toxinen op te nemen en te bewaren die bedoeld zijn om planten tegen te beschermen gegeten. Deze insectenzymen maken van de plantengiften chemische wapens.
Dat is ook waarom wezens zoals de jacobsvlinder en de Afrikaanse bonte sprinkhaan in zulke heldere kleuren komen. Ze adverteren hoofdzakelijk hun giftige lading en dwingen de insecteneters om hun afstand te bewaren.
4 Vechten op meerdere fronten
Verschillende soorten roofdieren hebben verschillende soorten reacties nodig, maar vaak komen meerdere soorten herbivore insecten voor de lunch op precies hetzelfde moment.
Zoals je zou verwachten, is dit een vrij groot probleem. Neem de maïsplant bijvoorbeeld. Wanneer het gelijktijdig bezoeken ontvangt van bladluizen en rupsen, moet de plant afzonderlijke verbindingen activeren om zichzelf te verdedigen tegen elke reeks roofdieren. Helaas komen deze verbindingen voort uit hetzelfde moedermolecuul.
Onderzoekers hebben bewezen dat het vechten tegen een groep insecten van invloed is op het vermogen van de plant om de tweede groep af te schrikken. Experimenten uitgevoerd door een team van Boyce Thompson Institute op een veelvoorkomende variëteit van maïs toonden aan dat nadat een plant werd blootgesteld aan rupsen, het later plotseling een betere gastheer voor bladluizen werd. Daarom produceerden de bladluizen meer nakomelingen op de maïs.
Echter, hetzelfde experiment kreeg gemengde resultaten wanneer andere maïsrassen werden getest. Sommige maïsvariëteiten waren feitelijk beter bestand tegen bladluizen na de besmetting met de rups. Deze bevindingen zouden in de toekomst kunnen worden gebruikt voor het ontwikkelen van sterkere gewassen.
3 Carnage In The Garden
De serpentine akelei lijkt misschien op een mooie bloem, maar in feite is het een deathtrap. Honderden kleine insecten vinden hun eeuwige rust op de stengel, nadat ze bekneld raken op de kleverige haren van de bloem.
Deze ongelukkige "toeristische" insecten zijn eigenlijk beloningen voor roofdieren die zich haasten voor een gemakkelijk feest. Tijdens dit proces verslinden ze de rupsen en motteneieren die op de plant gevangen zitten. Rupsen zijn een geduchte vijand van de plakkerige akelei, dus wanneer spinnen opdagen voor een maaltijd, doen ze de plant echt een plezier. En gelukkig voor spinachtigen blijven spinnen niet plakken aan het kleefoppervlak van de akelei. Het is een win-win situatie voor iedereen ... behalve de rupsen, natuurlijk.
Onderzoekers van de University of California-Davis hebben een experiment uitgevoerd om meer te weten te komen over het gedrag van de akelei. Nadat ze alle dode insecten uit de bloemen hadden verwijderd, verkenden minder roofdieren het gebied en konden de rupsen vrijuit vreten. Verder concludeerden de onderzoekers dat de akelei chemische signalen uitzendt om onschuldige insecten aan te trekken die toevallig in de buurt vliegen. Het is net een sirene-nummer.
2 Waar de mosterd vandaan komt
Volgens wetenschappers van de University of Missouri zou er geen mosterd zijn zonder rupsen. Hetzelfde geldt voor alomtegenwoordige kruiden zoals wasabi en mierikswortel. Het blijkt dat mosterdolie het resultaat is van een confrontatie die tientallen miljoenen jaren overspant, een epische strijd tussen vlinderlarven en planten van de orde Brassicales.
De scherpe, kenmerkende smaak van mosterd en wasabi komt van glucosinolaten, verbindingen die zeer giftig zijn voor de meeste insecten. Deze verbindingen begonnen zich te ontwikkelen in het late Krijt tijdperk, in wat een evolutionaire "wapenwedloop" tussen flora en fauna wordt genoemd.
Al die jaren probeerden planten en insecten elkaar op te zadelen in een spelletje chemische bewegingen en tegenbewegingen. De planten evolueerden nieuwe wapens om zichzelf te beschermen tegen het eten, maar de insecten om te leren deze wapens te compenseren, waardoor planten gedwongen werden iets nog sterker te brengen. Het resultaat was meer dan 120 variëteiten van glucosinolaten. Dit leidde tot meer biodiversiteit van planten en insecten, plus lekkerere hotdogs.
1 Het wedstrijdplan wijzigen
Het verzinnen van nieuwe verdedigingsstrategieën kan behoorlijk vermoeiend zijn. De milkweed erkenden de futiliteit van deze inspanningen en besloten zijn strategie te veranderen van het ontwikkelen van nieuwe gevechtstechnieken naar het leren leven met zijn roofdieren.
In het begin probeerde de soort plantkwartieren de geleedpotige vijanden te bestrijden. Het groeide haar op zijn bladeren, verborg een gif dat cardenolide in zijn weefsel werd genoemd, en vulde de slangen zelfs met giftige latex. Maar de vraatzuchtige rupsen vonden altijd manieren om te overwinnen. Ze schoren de bladeren, werden immuun voor de cardenoliden en leerden voorkomen te worden bespat met latex. Bovendien bewaren monarchvlinderrupsen toxines die zijn verkregen uit de planten waar ze zich voeden. Ze gebruiken ze om zichzelf giftig te maken voor hun eigen roofdieren.
Het leek er niet toe hoe hard de kroontjes zich probeerden aan te passen, de monarchvlinder kwam slechts een paar stappen vooruit. Maar omdat niets in haar voordeel leek te werken, besloot de Kroontjes om van tactiek te veranderen.Volgens onderzoekers van Cornell legt de Kroontjeskruid meer nadruk op het sneller genezen van zichzelf.
Hé, als je ze niet kunt verslaan ...