نباتات عملاقة تأكل اللحوم

الأنواع الجرة قد تبدو جميلة، ولكن يأكلون اللحوم (الائتمان: مارك لونجلي / العلمي)

كأس مصنع جرة تبدو بسيطة. وإنما هو فخ مميت.

محطات جرة إغراء الحشرات مع رحيق الرائحة الحلوة. عند وصول الحشرات إلى وليمة، والانزلاق الى تجمع القاتل الرامي.

السائل داخل جرة هو مثل النسخة مصنع من المعدة، مع وفرة العصارة الهضمية التي يمكن أن تنهار مئات من الحشرات في وقت واحد.

في حين أن معظم التهام الحشرات، وبعض الأذواق أكثر تخصصا

داروين صاغ هذا الطعم للحيوانات "متلازمة آكلة اللحوم". تطورت مرات عديدة في النباتات، ودائما لنفس السبب. عندما انتهت النباتات في تربة تفتقر إلى النيتروجين، والنباتات العنصر الرئيسي في حاجة لصنع البروتينات والحمض النووي، وضعت محطات طعم اللحم الغنية بالنتروجين.

ولكن الدراسات الحديثة التي تكشف عن وجود أكثر من ذلك بكثير لهذه النباتات آكلة اللحوم ضخمة، والتي يمكن أن تنمو ينبع تصل إلى ستة أمتار، والزهور التي هي متر واحد طويل القامة، والفخاخ أكثر من 40 سم عمق، ويمكن أن تعقد لترين من اللحم هضم السائل.

في حين أن معظم التهام الحشرات، وبعض الأذواق أكثر تخصصا. تتعاون الآخرين بطرق غريبة مع الحيوانات، والتي يستخدمونها كمكان للإقامة. وهناك عدد قليل حتى وتسخير قوة البكتيريا الهضم وتستهلك لحم ضحاياهم بشكل أفضل.

فخ خطير للحشرات (الائتمان: الحياة البرية محدودة / العلمي)

معظم النباتات جرة يلتهم الحشرات، وشكل تطور الأجزاء الثلاثة من جرة إلى كل أداء مهمة محددة تضمن زوال حشرة و.

في الجزء العلوي من جرة هو غطاء يسمى الغطاء الخيشومي. غطاء يحتفظ بها مياه الأمطار التي من شأنها أن تخفف وإلا فإن العصارات الهضمية.

ومن المعروف الحافة المنزلقة من جرة مثل جوف الفم.

رجا الجرة الأنواع جرة بورنيو كبيرة بما فيه الكفاية ليغرق فأر

"انها لديها الكثير من الأخاديد، والمجهرية أن يجعل من ذلك الحشرات لا يمكن أن نعلق على ذلك بشكل جيد"، ويوضح الدكتور تانيا رينر الذي درس النباتات جرة لشهادة الدكتوراه، وسوف نستمر في استكشاف لهم كأستاذ في جامعة ولاية سان دييغو ، ابتداء من شهر أغسطس من عام 2015. وهي حاليا طالبة في مرحلة ما بعد الدكتوراه في جامعة ولاية أريزونا.

حافة جدا 'القابلة للبلل، وتضيف. وبعبارة أخرى، "عندما تلامس الماء، فإنه يجعل من زلق للغاية."

الحافات من الأباريق هي الزلقة بشكل لا يصدق

مرة واحدة زلات حشرة في بركة جرة، داخل الإبريق هو شمعي للغاية. "انها مثل التزحلق على الجليد على سطح ورقة"، كما تقول، والبق لا يمكن الحصول على أي الجر على الزحف للخروج.

تحلق حتى نادرا ما يفلت الحشرات. إذا لم خلل يغرق على الفور، والسكريات والعصارة الهضمية تعطي والابتذال السائل أن يجعل تحلق بأجنحة الرطب صعبة للغاية.

تدريب الزبابة

لكن الاستوائية الأنواع النباتية جرة واحدة، الجرة lowii ، يميل إلى أن يكون الغريب تفتقر في الحشرات.

بدلا من ذلك، أباريق هذا النبات مع ملء البراز من فريسة أكبر من ذلك بكثير: Tupaia مونتانا ، والزبابة شجرة الجبلية.

الزبابة شجرة الجبلية (الائتمان: جونيورز Bildarchiv محدودة / العلمي)

لمعرفة ما إذا كانت النباتات جرة تطورت علاقة منفعة متبادلة مع الزبابة، في عام 2009 قام فريق من العلماء بقيادة الدكتور جوناثان موران من جامعة رويال رودز في كندا، سافر إلى الغابة الجبلية سحابة من ماليزيا حيث N. lowii ينمو.

محطة الفردية من N. lowii نوعين من أباريق: أباريق الأرضية على الأرض، وأباريق الجوي الذي عقد في الهواء.

الزبابة شجرة جثم على جرة ولعق عصير السكرية من حافته

من خلال تصوير بالفيديو عن بعد هذه النباتات خلال النهار، أكد الفريق الا ان أباريق الأرضية صيد الحشرات. وأظهرت مقاطع الفيديو وزار أباريق جوية من الزبابة الشجرة التي يأكل الرحيق ينتج المصنع على حافته.

بينما يغذي الزبابة شجرة، فإنه غالبا ما يتبرز في جرة. البراز جدا الغنية بالنتروجين، وسيكون من المفيد لهذا المصنع للغاية.

لتحديد ما إذا كانت قادرة على دمج النيتروجين من فضلات الزبابة شجرة النباتات، وأجرى العلماء تحليلا مستقر النظير على الأوراق جرة، وهو الاسلوب الذي يقيس أصل عنصر.وخلص الفريق الذي N. lowii النباتات مع أباريق جوية تستمد 57-100٪ من النيتروجين من هذا براز الزبابة.

الجرة راجح بورنيو كبيرة بما فيه الكفاية ليغرق القوارض

وكشفت هذه الدراسة على تبادل المنافع والمصالح المعروفة الأول بين نبات لاحم والثدييات. وأثار هذا الاكتشاف اهتمام العلمية المفاجئة في النباتات العملاقة التي تأكل اللحوم.

على سبيل المثال، والأنواع جرة راجح الجرة بورنيو كبيرة بما فيه الكفاية ليغرق الفئران.

تماما مثل الداخل من المولود الجديد، كل جرة البلوغ يبدأ حياته خالية تماما من الميكروبات

الذي أثار تكهنات بأن بعض النباتات قتل فعلا وأكل لحم الثدييات.

في عام 2011، توجهت فرقة مختلفة من العلماء من ألمانيا وماليزيا بورنيو لمراقبة هذا النبات جرة العملاقة.

مثل الدراسة السابقة، والعلماء تصوير النباتات جرة للكشف عن الذين زارهم. ولكن بدلا من فقط من تصوير آخر الليل، انقسمت هذه المجموعة الوقت تسجيلها بين النهار والليل.

ووجد الباحثون أنه خلال اليوم، الزبابة شجرة جثم على جرة ولعق عصير السكرية من حافة إبريق، ثم التبرز مباشرة في ذلك.

بعد غروب الشمس، ويلية الفئران الجرذ baluensis يغذي في نفس الطريق، وتداول عصير الحلو البراز الغنية بالنتروجين. نفس الأنواع النباتية جرة تشكل symbioses متعددة مع الثدييات، يفصل بينهما سوى الوقت من اليوم.

الخدعة وجميلة (الائتمان: دينيس Frates / العلمي)

أثناء الدراسة لمدة شهرين، الثدييات واحد فقط غرق فعلا في مصنع جرة. النباتات جرة ربما لا تنوي قتل القوارض، على الرغم مريب بما فيه الكفاية، على الرغم من وجود جثة الفئران والحيوانات الأخرى التي ما زالت تسعى الرحيق واستخدام المرحاض جرة.

ولكن جيفة الفئران يمكن أن تردع مخلوق مختلف: الخفافيش.

كهف الخفافيش

وكان عدد قليل من العلماء لمحت الخفافيش النوم في النباتات الاستوائية جرة على مر السنين.

ولكن حتى نشرت دراسات الزبابة شجرة، يفترض معظم العلماء كانت الخفافيش ببساطة المستغلون، استغلال أباريق الموتيلات حرة كما هو الحال عندما فشلوا في التوصل إلى المجثم بهم دائم من قبل شروق الشمس.

استغرق الأمر الثنائي بين العلم والمحبة الخفافيش، طلاب الدكتوراه كارولين ومايكل Schöner، لإظهار أن الخفافيش هي في الواقع الموالية، دفع الزبائن.

النباتات وتستفيد حقا من الخفافيش

سافر الثنائي إلى غابات الأراضي المنخفضة في جزيرة بورنيو في البحث عن محطة جرة الجرة hemsleyana . وقد لوحظ هذا النوع استضافة الخفافيش صوفي ( Kerivoula hardwickii hardwickii )، وألمح عدد قليل من القرائن والنباتات تطورت لجذب المستأجرين الخفافيش.

N. hemsleyana هو ما يصل الى سبع مرات أسوأ في اصطياد الحشرات من ابن عم لها وثيق، N. rafflesiana و N. hemsleyana أباريق ما يصل إلى أربعة مرات أطول أيضا. وهذا من شأنه زيادة طول تسمح الخفافيش نحيف لتناسب بشكل مريح أكثر من ذلك بكثير.

مرة واحدة عرف Schöners أي نوع من أنواع جرة للبحث عن، كانت الخفافيش من السهل العثور على. في ستة أسابيع فقط، وجد فريق 32 الخفافيش صوفي مختلفة جاثما في الجرار. الخفافيش صوفي هو نوع من الخفافيش الوحيدة التي وجدت جاثما في الجرار.

ضفدع يجد جثم محفوفة بالمخاطر (الائتمان: ماكسيميليان Weinzierl / العلمي)

مايكل وكارولين ثم توضع بتتبع على 17 من الخفافيش، لتحديد مدى استخدام الخفافيش النباتات جرة كما المجاثم النهار.

ما وجدوه كان مستغربا: الخفافيش صوفي حصرا استخدام N. hemsleyana أباريق كما المجاثم النهار. على الرغم من أن الغابات تملك العديد من الخيارات الخفافيش الفندق الأخرى، مثل أوراق ملفوف أو الأشجار المجوفة، لالخفافيش صوفي والنباتات جرة هي موطن.

الخفافيش هي ربة بيت جيدة أيضا. "وأظهر تحليل النظائر المستقرة النباتات وتستفيد حقا من الخفافيش"، ويقول كارولين. N. hemsleyana يجني نحو ثلث النيتروجين في أوراقها من براز الخفافيش صوفي. ونشرت الدراسة في رسائل علم الأحياء.

هذا النوع من تبادل المنافع والمصالح هي نادرة جدا.

عندما النباتات والحيوانات عادة ما تتعاون، والنباتات توفر الغذاء في مقابل خدمات.النباتات قد تزويد الرحيق المغذي أو الفاكهة، على سبيل المثال، والحيوانات عودة زيارة مصانع لإطعام وتوزيع حبوب اللقاح أو البذور عندما يغادرون.

مع النباتات جرة، يتم عكس الأدوار: يتلقى مصنع النيتروجين المغذي، ويتلقى الحيوان الخدمات مثل الحماية من الحيوانات المفترسة والطقس.

محطات جرة ربما تتخذ الفقاريات أقل مما يتصور

ويشرف كارولين ومايكل Schöner الدكتور جيرالد Kerth من جامعة غرايفسفالد في ألمانيا، والدكتور T Ulmar GRAFE من جامعة بروناي دار السلام في. معا، وتعمل المجموعة على فهم أفضل لهذا التكافل استثنائية.

أطلق فريق تجربة الرصد الثانية التي كانت لفترة أطول، واستكشاف المزيد من المواقع الميدانية عبر بورنيو. هذا البحث كشف أيضا الخفافيش المجثم في بعض الأحيان في الثانيةالجرة الأنواع، N. bicalcarata .

بعد محطة الحواس حشرة في جرة لأنها تنتج الإنزيمات

الخفافيش لديها أسبابها لتفضيل إلى المجثم في N.hemsleyana ، اكتشف فريق. N.hemsleyana أباريق خلق مناخ أفضل للخفافيش، والحفاظ على الرطوبة أكثر استقرارا وأعلى من أباريق من N. bicaclarata .

"الخفافيش لديها غشاء الجناح الضخم،" ويلاحظ كارولين، وأنه من خلال هذا الغشاء الذي الخفافيش تفقد الكثير من المياه. A المجثم جرة التي تحافظ على رطوبة أعلى يمكن أن يكون زائد ضخمة لالخفافيش تقاتل الجفاف.

يمكن الخفافيش غير صحية أيضا يعانون من الطفيليات الخارجية.

الخفافيش التي الأغصان فقط في N. hemsleyana كانت خالية تماما من الطفيليات، على عكس الخفافيش أن أمضى بعض الوقت في N. bicalcarata ، والأنواع جرة أخرى. على عكس N. bicalcarata ، N. hemsleyana أباريق لها منطقة شمعية الزلقة على سطحها الداخلي، الأمر الذي يجعل من الصعب على الطفيليات لتضع بيضها على الجدران جرة.

ولكن الحوادث لا يحدث

الخفافيش التي فضلت ليجثم في N. hemsleyana كانت في حالة أفضل بشكل عام، كونها أكبر، أثقل، وخالية من الطفيليات.

لذلك، لماذا الخفافيش عناء مع N. bicalcarata على الإطلاق؟

هذا إبريق المجثم السفلي هو ببساطة أكثر شيوعا والخفافيش متعب لا يمكن أن يكون دائما الخفافيش في الاختيار.

عوامل أخرى تؤثر في صنع القرار الخفافيش، أيضا، مثل المسافة جرة من الأرض، أو التعرض لأشعة الشمس والمطر وSchöners اكتشفت بعد ذلك عندما يكون ذلك ممكنا، إلا أن الخفافيش إظهار الولاء لإعادة توطينهم في مختلف N. hemsleyana الجرار.

ونشرت الدراسة في دورية الثانية Oecologia، والمزيد من المنشورات قريبا لمتابعة.

الحرب الكيميائية

من أجل هضم الحشرات أنها فخ والنباتات جرة يجب أن تكون الموهوبين الكيميائيين. أنها تنتج بروتينات تسمى الإنزيمات لتحطيم فرائسها الحشرات.

"الحشرات هي مثل الدبابات قليلا"، ويوضح الدكتور رينر.

ويتكون الهيكل الخارجي مثل درع لحشرة من بروتين قوي للغاية ودعا كيتين. الكيتين لديها بنية معقدة المناعي لمعظم الإنزيمات العامة.

بعد محطة الحواس حشرة في جرة لأنها تنتج أول الإنزيمات يسمى chitinases. فقط هذه الأنزيمات يمكن أن يقلل ثغرة في الحشرة كيتين دروع.

مرة واحدة وقد تم اختراق الدروع، ومصنع تطلق موجة ثانية من الانزيمات. تقع هذه في الغالب إلى ثلاث فئات: البروتياز التي تفتت البروتينات، الليباز التي تقلل من الدهون، وesterases التي تهاجم مجموعة من المركبات الأخرى.

المشي على خط رفيع بين الحياة والموت

الإنزيمات النباتية هي محددة للغاية، مما أدى الدكتور رينر أن يتساءل كيف حصلت النباتات مثل هذه الاسلحة المتطورة.

"الغالبية منهم تبدو مشابهة جدا لالانزيمات التي تستخدم النباتات في الدفاع"، ويقول الدكتور رينر. "النباتات غير آكلة اللحوم لديها لحماية أنفسهم ضد كل أنواع الأشياء."

النباتات في كثير من الأحيان يجب أن تدافع عن نفسها ضد الفطريات المسببة للمرض مثل قوالب. الفطريات تمتلك جدران الخلايا قوي مع المكون الرئيسي مألوف: كيتين.

كل من الفطريات والحشرات تستخدم كيتين كجزء من الدرع ضد الأسلحة الكيميائية.

بحث الدكتور رينر، التي نشرت في مجلة علم الأحياء الجزيئية والتطور ، ويظهر أسلاف المبكرة من النباتات جرة البروتينات الدفاع المشترك تحييدهم التي تقتل الفطريات، لتكون قادرة على هضم الهياكل الخارجية للحشرات.

جيش الميكروبي

ولكن بعض الأنواع جرة تظهر لحشد الميكروبات لتصنيع الإنزيمات بالنسبة لهم.

يونورا Bittleston هو طالب دكتوراه في جامعة هارفارد في الولايات المتحدة، ودراسة كل من الجرة النباتات جرة في بورنيو، ولها علاقة جنس نبات جرة بوقية التي تنمو في الغابات في جامعة هارفارد بولاية ماساتشوستس.

دعوة قريبة لهذه القوارض

تماما مثل الداخل من المولود الجديد، كل جرة البلوغ يبدأ حياته خالية تماما من الميكروبات. كما يفتح جرة، والبكتيريا مرونة والفطريات والطفيليات، وحتى الحشرات المائية العائمة في السائل جرة، مما يجعل العيش في السائل الخطير.

ومثل الكثير من الميكروبات التي تعيش داخل أمعاء الإنسان، والمخلوقات الصغيرة داخل مساعدة السائل جرة المضيف امتصاص المواد المغذية إضافية من المواد الغذائية.

و بوقية النباتات جرة التي تنمو في الغابات هارفارد قد تعتمد حصرا على mutualists الميكروبية لهضم فرائسها الحشرات. باختصار، ويحصلون على البكتيريا بحل لحم ضحاياهم بدلا من القيام بذلك بأنفسهم.

"حتى الآن لا يوجد أي دليل على أن بوقية جعل chitinases الخاصة بهم، "ليونورا يفسر. الخميرة الفطرية والبكتيريا لا تجعل chitinases، ومع ذلك، وتشير البحوث يونورا وأولئك هم الميكروبات التي لها أكبر تأثير على بوقية الصحية.

الأنواع جرة ضخمة N. attenboroughii

يونورا هي واحدة من أوائل الباحثين لدراسة المجتمعات الصغيرة التي تجمع داخل محطات جرة. توضح أول دراسة النباتات جرتها الأساليب انها وضعت لمقارنة المجتمعات داخل السائل جرة، ويجري نشرت في أوسترال البيئة.

حتى يتم تدمير الموائل النباتية جرة الاستوائية بمعدلات قياسية والعلماء والمستكشفين يكتشفون نوعا من النباتات جرة جديدة في بورنيو والفلبين.

"خصوصا في المناطق الجبلية، وأعتقد أن هناك عدة أنواع لم تكتشف بعد، وماذا يفعلون