Tuklės lapai

Pagrindinis anatominis bruožas, išskiriantis vabzdžiaėdžius augalus į atskirą grupę, yra jų gaudyklės – pakitę organai (lapai, šaknys, stiebai) ar organų dalys, prisitaikę privilioti norimą grobį, jį sugauti ir suvirškinti.

Pagal anatominę sandarą skiriamos penkios tokių pakitusių organų grupės:
1. Spąstai (Snap traps) – pakitę lapai, galintys greitai judėti ir užsiverti;
2. Lipnūs dariniai (Flypaper traps) – ant lapų ar stiebų užaugę plaukeliai, šereliai, išskiriantys lipnų skystį, priviliojantį ir sugaunantį vabzdžius;
3. Ąsočiai, tūtos (Pitfall traps) – lapų dariniai,  turintys viduje skysčio su bakterijomis ir virškinimo fermentais;
4. Labirintai (Lobster-pot traps) – gaudyklės, kuriose plaukelių, šerelių ar pertvarėlių  pagalba auka nukreipiama į tą dalį, kurioje ji suvirškinama;
5. Vakuminės kameros (Bladder traps) – pūslelės formos dariniai, kuriuose naudojamas slėgių skirtumas aukai į vidų įtraukti.

Nors anatomiškai vienos grupės gaudyklės gali būti labai panašios, tačiau evoliucijos eigoje jos gali būti išsivysčiusios visiškai nepriklausomai, labai skirtingose ir net gi nutolusiose augalų sistematinėse grupėse.

Kitas skirstymas pagrįstas gebėjimu judėti (ar augti) gaudant auką. Pagal jį visos gaudyklės dar skirstomos į aktyvias ir pasyvias.

Aktyvios gaudyklės sugeba arba žaibiškai sureaguoti į auką ir ją sugauti (jautriojo musėkauto pakitę lapai), arba kryptingai juda apsupdamos auką ir taip pagreitindamos virškinimo procesą (pavyzdžiui, saulašarės lapas apgaubia auką vienos jo pusės  ląstelių tįstamojo augimo dėka). Pasyvios gaudyklės visame viliojimo, sugavimo, virškinimo ir aukos pašalinimo procese savo formos ir matmenų nekeičia.

Spąstai

Musėkauto spąstais virtę lapai

Turbūt labiausiai savo specializacija ir greita medžiotojo reakcija pasižymi vienintelis savo gentyje (Dionea) augalas –  jautrusis musėkautas (Dionea muscipula). Ir tokio tipo gaudykles turi, deja, tik jis vienintelis. Musėkauto gaudyklės – pakitę lapų galai, virtę savotiškais užsiveriančiais nasriukais. Jų viduje – jautrūs plaukeliai, kuriuos užkliudžius aukai, elektromagnetinio impulso pagalba signalas perduodamas nasriukų pagrinde esančiam mechanizmui, akimirksniu juos užveriančiam. Visas šis procesas vyksta ląstelių vidinės terpės staigaus parūgštėjimo dėka, jo sąlygojamo osmoso ir paskirų ląstelių padidėjimo. Gaudyklė „užsitrenkia“ mažiau nei per sekundę. Toliau viskas vyksta panašiai kaip ir daugumos gaudyklių viduje – išskiriami virškinimo fermentai, absorbuojamos atsilaisvinusios maisto medžiagos. Pasibaigus procesui, gaudyklė atsidaro ir jau tada pasidarbuoja vėjas, nupūsdamas aukos likučius. Dažniausiai musėkauto grobiu tampa vorai ir skruzdėlės, tačiau jam pasitaiko sėkmė pagauti ir „užsisvajojusią“ musę. Kiekviena musėkauto gaudyklė sėkmingai suveikia 3-5 kartus, bet to pilnai pakanka augalo maisto medžiagų trūkumui kompensuoti – juk gaudyklę jis išaugina ne vieną.

Lipni „rasa“

Saulašarės lapai

Tai – kitas gaudyklių tipas. Anatomiškai augalas neformuoja jokių įmantrių gaudymo darinių. Kai kurie organai (lapai, stiebai) būna apaugę smulkiais plaukeliais, kurių galuose skiriasi skaidrus, lipnius, gleivingas skystis. Prisilietusi auka tiesiog prilimpa prie augalo. Tada skystis ima veikti ne tik kaip klijai, bet ir kaip virškinimo sultys.

Kartais auką sugavęs organas ima keisti savo formą – tarsi ją apgaubdamas. Šis kitimas vyksta vienos pusės ląstelių tįstamojo augimo suintensyvėjimo dėka. Kai auka suvirškinama, atsipalaidavusios maistinės medžiagos įsiurbiamos tų pačių plaukelių, šerelių, ataugėlių ar tiesiog visu lapo (stiebo) paviršiumi. Jei organo forma pakito, po virškinimo procedūros ji atsistato vykstant tįstamajam ląstelių augimui kitoje pusėje. O vėjas vėl gi ilgainiui nupučia aukos likučius.

Taip medžioja saulašarės (Drosera), tuklės (Pinguicula), Byblis, Triphyophyllum, Drosophyllum.

Ąsočiai ir tūtos

Saracėnijos tūtos

Ąsočių tipo gaudyklės savo evoliucine kilme yra bene labiausiai heterogeniška pakitusių organų (lapų ar jų dalių) grupė. Jų sutinkama įvairiose šeimose, jos pasižymi skirtingu funkcionalumu bei gaudymo ar virškinimo efektyvumu. Mokslininkai mano, kad ši pakitusių organų grupė susiformavo net keturis kartus. Paprasčiausią darinį turi Heliamphora – saulės ąsotis. Jų evoliucijai ir paplitimui greičiausiai turėjo įtakos vietovės, kuriose šie augalai sutinkami, klimatas – t.y. didelis kritulių kiekis. Heliamforų ąsočiai nėra uždari, taigi lietaus vanduo juos greitai užpildo. Kad apsisaugoti nuo perpildymo vandeniu ir jau sugautų aukų išsiplovimo, saulės ąsočių gaudyklės turi evoliucijos eigoje išsivysčiusią drenažo sistemą, kažkuo panašią į tą, kurią mes turime vonioje pertekliniam vandeniui nubėgti. Heliamfora priklauso Saracėninių šeimai, kartu su saracėnijomis ir darlingtonija – panašūs jų ir aukų gaudymo organai.

Saracėnijos, panašiai kaip heliamforos, dažniausiai turi pusiau atvirus ąsočius, tačiau jų dengiamasis stogelis yra kiek didesnis, labiau apsaugantis nuo lietaus poveikio ir gaudyklės turinio ištaškymo ar išlaistymo. Tačiau vis tiek, daugumos saracėnijų virškinamojo skysčio didžiąją dalį sudaro lietaus vanduo, papildytas fermentais, simbiontinėm bakterijom.

Kiek modernesnis evoliucijos „žingsnis“ – darlingtonija (Darlingtonia californica). Jos gaudyklės anga nukreipta žemyn, lietus į vidų niekada neužlyja, o savo turinį gaudyklės užpildo vandeniu, patenkančiu į augalą iš grunto per šaknis. Ir virškinimo fermentų darlingtonijos neturi – šį darbą atlieka tik simbiontinės bakterijos.

Ąsotenio ąsotis

Kitas evoliucijos žingsnis buvo padarytas formuojant ąsočius lapų galuose. Pastaruosius turi gana didelė Nepenthes (Ąsoteniai) gentis, kurios atstovai auga tropikuose. Analogiškus ąsotėlius išaugina ir Cephalotus follicularis, augantis Australijoje. Ąsočius lapų galuose formuojantys augalai kartais naudoja ir vabzdžius priviliojančias medžiagas. Tačiau visas gaudymo efektyvumas priklauso nuo gaudyklės anatominės sandaros, t.y. plaukelių, šerelių, vagelių ir panašių darinių, nukreipiančių auką į vidų, bet neleidžiančių jai išlipti atgal.

Atskira evoliucijos šaka formuojantis vabzdžiaėdiškumui pradėjo vystytis ir bromelinių šeimos augalų tarpe. Dažniausiai bromeliniai augalai formuoja lapų skroteles vandeniui surinkti. Jose nėra jokių agresyvių fermentų, skaidančių ten papuolusias kietas daleles. Žinoma, tokiuose rezervuaruose anksčiau ar vėliau susikaupia saprotrofinių bakterijų kolonijos, mintančios yrančiomis augalinės ar gyvūninės kilmės atliekomis. Bet tokiose skrotelėse gana saugiai veisiasi kai kurios tropinių medvarlių rūšys, vabzdžiai. O jų buožgalvių ar lervų  išskiriami ekskrementai dalinai patręšia augalą. Tačiau kai kurie bromelinių atstovai (pvz., Brocchinia reducta) ėmė išnaudoti savo lapų skroteles medžioklei, sudarydami ertmes, iš kurių auka jau negali ištrūkti. Žinoma, šiuo atveju vėl gi visą virškinimo procesą užtikrina simbiontinės bakterijos.

Ąsočius formuojantys augalai gali naudoti skirtingus virškinimo būdus. Vieni ąsočius užpildo skysčiu (vandeniu) tik pro šaknis, kiti naudoja natūralų lietaus vandenį; vieni išskiria virškinimo fermentus, kiti gi naudojasi tik simbiontinių bakterijų (skaidančių ąsočio viduje paskendusias aukas) pagalba; vieni išskiria vabzdžius (ar kitas aukas) priviliojančias kvapnias medžiagas, kiti naudojasi tik įvairiais nukreipiamaisiais dariniais, užtikrinančiais, kad auka nesugebėtų pasprukti iš gaudyklės; o kai kurie net gi išskiria toksines medžiagas, dalinai suparalyžiuojančias arba pražudančias auką.

Labirintai

Gana įmantrus gaudyklių tipų – labirintas. Kai pro angą į gaudyklės vidų patekusi auka priversta klaidžioti nerasdama išėjimo tol, kol pasiekia virškinimui skirtą labirinto dalį. Tokias gaudykles turi tiek vandens (Genlisea), tiek sausumos augalai (pvz., Darlingtonia californica, Sarracenia psitacina, Nephentes aristolochioides). Vandens augaluose apart labirinto pertvarų, auką į reikiamą vietą dar gali nukreipti ir augalo generuojama nedidelė vandens srovė.

Vakuminės kameros

Savitą gaudyklių tipą išvystė vandens vabzdžiaėdžiai augalai, kurie visą gyvenimą ar didžiąją jo dalį praleidžia vandenyje. Šie augalai formuoja mažas kiaušinio formos kameras, kuriose susidaro mažesnis nei aplinkoje slėgis – dalinis vakumas. Kiekviena kamera išorėje turi gebantį greitai atsiverti ir užsiverti dangtelį bei lytėjimui jautrius plaukelius. Praplaukdama pro šalį auka užkliudo plaukelius kameros išorėje, šie perduoda impulsą dangtelio atveriamajam mechanizmui – dangtelis atsiveria ir auka kartu su vandeniu staigiai įsiurbiama vidun.

Taigi, kaip įsitikinom, vabzdžiaėdžių augalų gaudyklių skirstymas yra gana sąlyginis. To paties augalo gaudyklę galime priskirti keletui teorinių tipų. Tačiau toks bendrinis skirstymas ir galimų atvejų apžvalga labai padeda, kai pradedam kalbėti apie atskiras rūšis bei jų auginimą. Bet tai – jau kito straipsnio tema…

Informacijos šaltiniai:
http://www.carnivorousplants.org/
http://en.wikipedia.org/wiki/Carnivorous_plant

Jogaila Mackevičius

Rolando Valančiaus (1, 3-5), Jogailos Mackevičiaus (2) nuotraukos