A rovarfogó és rovaremésztő levelek

A rovaremésztő növények (planta carnivora)  rovarfogásra és szerves vegyületek emésztésére módosult leveleik segítségével egészítik ki a környezetükből különböző ökológiai okok miatt nehezen felvehető  nitrogénvegyületek szegényes kínálatát. A leveleik egy része, vagy teljes levélzetük változatos felépítésű csapdákká és fehérjebontó szervekké módosul, a hiányzó nitrogént ezek a növények az állati/ főleg rovar eredetű/ fehérjék lebontásával és hasznosításával pótolják.

A rovarfogó/rovaremésztő növényekhez a virágos növények mintegy 600 faja tartozik, 7 növénycsalád  és 15 nemzetség képviselői. Élőhelyük igen változatos: megtalálhatók a savanyú kémhatású, hidegvízű tőzeglápokban (például a harmatfűvek, egyes hízókák), vagy egyéb mocsarakban és  és vizes élőhelyeken(rencék). Előfordulnak Ázsia dzsungeleiben (kancsóka fajok), Amerika melegebb és mérsékelt égövi területein (Darlingtonia, Sarracenia fajok, Vénusz légycsapó), Ausztráliában (törpe harmatfüvek) sőt  Dél-Amerika magasan fekvő, párás, hűvös hegyei között is (Heliamphora fajok). A rovarfogó növények módosult leveleikkel mint speciális csapdákkal állati szervezeteket/ rovarokat/ csalnak magukhoz,  különböző technikákkal foglyul ejtik őket, majd emésztő mirigyeik váladékával lebontják és hasznosítják nitrogén vegyületeiket a kitinvázat kivéve.

A rovaremésztő (húsevő, rovarfogó) növények igen változatos formákat mutatnak. Rovarfogó csapdájukat figyelembe véve megkülönböztetünk aktív és passzív növényeket. Aktívak azok, melyek csapdája ingerlésre lép működésbe (Vénusz légycsapó -Dionaea muscipula, Drosera-harmatfüvek, Aldrovanda vesiculosa, stb.), passzívak pedig azok, melyek nem végeznek aktív mozgást a zsákmány elejtése során (Nepenthes-kancsóka, Sarracenia -kürtvirág), stb.). Az emésztési folyamat egységes hasonlóan a bontott anyagok felszívásához

A legelsõ rovarfogó növény, amellyel a természettudomány foglalkozott, a Vénusz légycsapója – botanikai nevén Dionaea muscipula – volt. A főér mentén félbehajtott levelei lapos kagylóhoz hasonlítanak  A levél szélén hosszú, merev nyúlványok, ún. pillák sorakoznak. A rovarokat  a szétnyílt levélfelek  színes belső belső felülete vonzza. Mindkét levélfélen 3-4  hosszú érzõserte van.  A rovar mocorgásával ezeket ingerli, és  a növény az ingerületre rendkívül gyorsan 0.3-0.5sec alatt reagál: összecsukja a szétálló lemezeket, amelyek szélén levõ pillák – mint az összekulcsolt kéz ujjai – elzárják a  kivezető utat, a  gyanútlan látogatót ezzel foglyul ejtve.

Dionaea emésztõ mirigypikkelyek és egy érzõserte

Az ingerre a levél  bőrszövetben található többsejtű gomba alakú mirigypikkelyekben fehérjebontó, proteolitikus  váladék termelõdik. Az emésztõnedvet termelõ  nyeles mirigypikkelyekek a csapdalevelek felsõ részén vannak; innen csurog rá a megfogott áldozatra a proteolitikus  emésztõanyag Az emésztés a levél belsejében akár hetekig is tarthat. Egy csapó kb. 3-4 összezáródásra képes, ezután elpusztul, és helyébe újak nőnek.

Az európai Aldrovanda  levelei hasonlóan ejtik csapdába az apró vízi rovarokat, bár jóval lassabban záródnak ingerület hatására.  A honi vizeinkben nagyon ritka rencére emlékeztető gyökértelen növény az iszapban áttelel, tavasszal különös léghólyagjai segítségével emelkedik a felszínre. A  Magyarországon csak a Somogy megyei Baláta-tóban található lebegő hínárnövény örvös állású levélkéi ugyanúgy ejtik rabul áldozataikat, mint a Vénusz légycsapója. Mint kicsiny, nyitott kagylók, olyanok a kis csapdák, amelyeknek a belsõ oldalán érzõserték és emésztõmirigyek vannak. Amikor a vízben úszó apró vízibolha stb. megérinti az érzõsertét, akkor a levél összezár, az áldozat nem menekülhet, és a csapdában a mirigyek megkezdik az emésztõnedv termelését

A harmatfű / Drosera/ fajok, és a hízókák/ Pinguicula/levelei más módon fogják áldozataikat. A levél epidermiszben számos hosszabb rövidebb nyélen ülõ, kis gömbben végződő mirigy/tentákulum/ fejlődik, amelyek rendkívül ragadós anyagot választanak ki. A növény levelei  fényben csillogók, és a váladék gyakran csalogató illatanyagokat is tartalmaz. Mindez megtéveszti a rovart, s amikor szomját oltani, vagy vélt nektárt szívogatni érkezik a ragadós anyag többé nem engedi el.

Drosera és tentekulumai

Az apró rovar a ragadós csapdában vergődve folyamatosan ingerli a tentákulumokat. A levelekben egy jól működő ingerületvezető rendszeren tova terjedő ingervezetés következtében  a Droseránál a szomszédos tentákulumok is lassan az áldozathoz hajolnak a Pinguiculák mirigyei pedig fokozzák a váladéktermelést. Az állatot néhány óra alatt sűrű ragacsos burok veszi körül, amelyben megfullad.  A mirigyszőrök által termelt nedvek kezdetben egyaránt tartalmaznak illatanyagokat, ragadós – rovart marasztaló váladékot és emésztőenzimeket. Az összetett váladékban a rovar megfogása után pár órával  feldúsulnak az emésztő enzimek. A Drosera levél tehát  az ingert érzékelve szabályozza a váladék kémiai összetételét! Ha egy levél egyszerre két rovart fog el, a mirigyszőrök megosztják a munkát.

  A hízókáknál az egész levél felületét finoman borítják a mirigy és érzékelő-szőrök. Az érzékelő szőrök, és a ragacsos váladékot termelő csapda szőrök mellett kizárólag emésztőnedv termelésre módosult mirigyeket is találunk, amelyek a rovar pusztulása után kezdik a kevésbé ragacsos emésztő váladék termelést.  A préda vergődésével kiváltott mechanikai inger a plazmodezmák rendszerén jut el a több sejtű váladéktermelő mirigypikkelyekhez. A hízókáknál így  kétféle: a rovarfogó és a bontó anyagokat külön termelő mirigyek találhatók.A különös növények  levelei a zsákmányolás után a szélükön bepöndörödnek, az áldozat fölé borulnak. Ha a táplálék felszívódott, a levél újból kicsavarodik, és készen áll az újabb rovarfogásra. A legtöbb levél két-három rovart fog, mielőtt elpusztulna

 Az epifiton kancsókák/Nepenthes/, a talajszinten élő kürtvirágok/Sarracenia/, vagy a vizinövény rencék/Utricularia/ rovarfogásra módosult leveleinek működése passzív,  nem végeznek aktív mozgásokat a zsákmány elejtése során. A rencén szívó-, a kancsókán és a kürtvirágon csúszócsapda biztosítja a rovarok elfogását. Találóan nevezik őket kelepcéslevelű növényeknek

A kancsóka rovarfogó levele egy hosszúkás levéllemezbõl, majd kacsszerû, a fákon a kapaszkodást szolgáló részből és ennek folytatásaként a fedeles kancsó alakú módosulásból áll. Nyílását felül csúszós perem övezi, amely többnyire élénkpiros, feltűnő színű. A nyílás felett ferdén álló fedél van. Elterjedt, téves nézet, hogy a fedél lecsapódik, ha rovar jut a kancsóba. A fedél csupán a csapadékot vezeti el, megakadályozva  az emésztõnedv  felhígulását. A csúszós peremről a kancsóba behulló rovarokat a kancsó alján a  belső falban található mirigyek termelte emésztőnedv már készen várja, melybe rendszerint néhány órán belül belefulladnak. Az elbontott, a növény táplálkozására felhasználható vegyületeket is a mirigyek szívják fel. A kancsóba beleesett rovar inger hatására az emésztõnedv termelés felgyorsul..

A kancsókához hasonlóan fogják a rovarokat a kürtvirágok/Sarraceniák/ is. A Sarracenia talán az egyik legszebb, és legszínesebb rovarfogó növény. Eredetileg az USA délkeleti részéből származik, de ma már sok más helyen is előfordul terráriumokban is könnyen tartható. Levélnyelük tömlõszerű, és a felsõ peremrésze kiszélesedik. Egyes fajok levelének vége különös sisakként borul a csapda nyílása fölé, hogy az esõvizet elvezesse. A csuklya egyes részei sokszor áttetszők (ablakosak), hogy a rovarok szívesebben bemenjenek.  A rovarok csalogatására a felsõ perem körül nektárt választ ki a növény, és itt a legélénkebb a színezõdés is. A rovarokat az élénk színek és a nektár a csapda nyílásához csalogatják. Nektárt keresve bejutnak a kürt vagy kehely alakú tömlõ belsõ oldalán a csúszós övig és belehullanak a csapdába. A tömlõ aljáról már nem juthatnak ki, mert annak belsejében befelé álló, hosszú szõrszálak megakadályozzák a kijárathoz való visszatérést. A tömlõ alsó részében összegyûlt emésztõnedvben – enzimet és savat választ ki a növény – elpusztulnak a rovarok. A tömlõ belsõ sejtjei felszívják a felhasználható tápanyagokat. A Sarraceniák hazájukban olyan tömegesen fogják a rovarokat, hogy tömlõikbõl a madarak rendszeresen kiszedegetik õket. A tömlõben összegyûlt sok elpusztult rovar sokszor bûzös rothadással bomlásnak indul.

A Darlingtonia nemzettségbe mindössze egyetlen fajt soroltak. Ismertebb magyar neve kobraliliom. California hegyes vidékein forráslápokban él, veszélyeztetett élőhelyeken. A Sarraceniákhoz hasonlóan kanyargós csőszerű ravaszul  módosult levélcsapdáiba csalja apró rovar áldozatait, a kijutást a lefele álló szőrök, és a síma felület lehetetlenné teszi. A rovar a cső alján összegyűlt folyadékban megfullad.

A rencékáltalánosan elterjedt, vízekben élő rovarfogó növények Több mint 200 fajuk ismert. Előfordulási helyeik rendkívül változatosak: egyesek állóvizekben lebegnek,  de ismerünk broméliák tőlevél rózsájában lévő vízben, mikrotársulásokat alkotó rencefajokat is. A legtöbb rence faj nagyszámú hólyagcsapdát növeszt, melyek mindössze néhány mm átmérőjűek, a víz alatt lebegnek, ezért nehezen figyelhetőek meg.  A finoman osztott leveleik között a  fajtól függően 1-4 mm nagyságú rovarfogó hólyagcsapdák fejlõdnek ki.. A csapda bejáratánál néhány serteszőr van amelyek csalogató váladékot termelnek. Ha az ide érkező vizi állatka megérinti a sertéket, vagy a csapda kis csapóajtaját, az hirtelen befelé nyílik az áldozat a beáramló vízzel együtt besodródik, de kijönni már nem tud, mert az ajtó kifelé nem nyílik A csapda mirigyszőrei  eltávolítják a víz jó részét a belső térből,  majd hidrolitikus fehérjebontó enzimeket  és savakat választanak ki, emellett a lebontott hasznosítható vegyületeket is felszívják. Az idő függvényében funkciójuk szabályozott módon változik.

 A rovaremésztő növények természetes élőhelyeiken különösen a szerves nitrogénvegyületeik felépítéséhez nélkülözhetetlen nitrogénben szenvednek hiányt. A megszokott növényi táplálkozási mód mellett ilyen mostoha körülmények között alakultak ki a rovarok fogására és megemésztésére alkalmas  levél módosulások, mert az állatok testében sok nitrogén tartalmú makromolekula található, melyek  kémiai egységei lebontással hasznosíthatók a növény saját anyagcseréjében.

 

 

 

 


-

Szövettan – emergenciák

Emergencia—meghatározott növénycsoportokban található felületi képlet, melynek kialakításában nemcsak a bőrszövetrendszer sejtjei vesznek részt..

Csalánszőrök

Az epidermisz felületén megjelenő emergencia függelékek tehát részben az epidermisz sejtekből, epidermisz sejtcsoportokból, másrészt pedig az epidermisz alatti kéregrész külső szövetéből: a hipodermiszből fejlődnek/pl csalánszőr, kapaszkodó szőrök, tüskék, rovarfogó növények tentakulumai/. Néha még a szállító nyalábok is részt vehetnek az emergenciák felépítésében.

Felfutó komló-Humulus lupulus kapaszkodó/un kalapács/ szőrök

 Szőrképleteknél az emergencia egy kiemelkedő  szövetpárna amelybe pl a komló kapaszkodó, un kalapács szőre vagy a csalánszőr kiválasztó sejtje  beágyazódik. Ezek a szőrök tehát trichoma –emergencia kombinációk. Az emergencia szövetpárna része a hipodermisz kinövése a szőrsejt pedig epidermális képződmény. Gyakran előfordul, hogy az egyetlen epidermisz sejtből fejlődő trichomák és az emergenciák együtt, vegyesen  jelennek meg a felületen.

Drosera rotundifolia – tentákulumok

Néhány  rovaremésztő növény rovarfogó levelein fejlődő tentákulumok váladékot termelő általában  többsejtű mirigy-emergenciák. Lehetnek nyeles bunkós végű-, és nyeletlen mirigyszemölcsök, amelyek többféle szekrétumot: ragadós nedvet, illatanyagokat és emésztő váladékot is termelnek. A váladék a szőrök csúcsán úgy csillog, mint egy  harmatcsepp. Ezek a cseppek vonzzák a rovarokat illatukkal, csillogásukkal  és csapdába ejtik őket mivel ragacsosak. Amikor az apró rovar hozzáragad egy ilyen szőrhöz, szabadulni igyekszik, vergődik és egyre több szőrszálat ingerel mozgásával. A ingerületet a tentakulumok alapi szövetrészeiben levő sejtek gazdag szimplaszt plazmodezma kapcsolataiban a sejtről-sejtre húzódó határmembránok/plazmalemma/ vezetik A levél érzékeli az impulzusokat, és  lassan a rovar felé hajlik, levélcsapdába zárja a vergődő parányt.- Az érintés hatására az inger felé irányuló helyzetváltoztató mozgást, görbülést különben  pozitív tigmotropizmusnak nevezzük.- A menekülni vágyó rovar végül is beleragad a cseppbe és ezután lassan feloldódik a levél közepén levő nyeletlen mirigyekben termelt, elsősorban fehérjéket bontó emésztőnedvben és csak a kitinváza marad vissza. Az emésztéssel lebontott nitrogénvegyületeket  ezután a növény saját anyagcseréjében hasznosítja.

A felületi védelmet szolgáló kemény, hegyes és szúrós  tüskék/acanthus v. aculeus/, vagy a tüskéhez hasonló a csúcsi részen legörbült horgok /számos termésnél/ is az emergenciák csoportjába tartoznak. A tüske egyes növények /pl. rózsa/ bõrszöveti és alapszöveti sejtjeibõl képzõdõ, könnyen leválasztható, szúrós hegyû felületi képzõdmény. A tüske  tehát egy félbõrszöveti képzõdmény /például a rózsának tüskéje van, annak ellenére, hogy szárát általában tövisesnek nevezik!/. A tüske könnyen lepattintható a bőrszövetről, míg a tövis a növény testének mélyebb rétegében ered, nehezebben távolítható el.. A tövisekkel ellentétben a tüskékbe általában nem fut be szállítónyaláb, sejtjeik plazmodezmákon keresztül jutnak táplálékhoz. A tüskék sejtjeiben koncentrikus körökben rakódik be a lignin és egy idő múlva a vastag fásodott fal eltömi a tápanyagáramlás útját, a sejtek elhalnak. Az alapi részükön általában egy leválasztó szövet alakul ki, amely elzárja a tüske letörésekor visszamaradó sebhelyet. Szerepük a védelem és a termések elterjesztése.