A cikk a növényvilág különös "szexuális szokásairól" szól, arról, hogy miként működik a növényi szaporodás, az érdekében bevetett utánzás, becsapás és a speciálisan kifejlődött szervek.
Az első rész egy kis növénytörténelemről, illetve a nektárral kapcsolatos ügyeskedésekről szól.
Egy üde nyári réten sétálgatva az ember két dologra lesz figyelmes: a színek-illatok varázslatos sokaságára és a folyamatosan dünnyögő-döngicsélő rovarvilágra. Óvodás korunktól tudjuk, hogy a virágra rászálló méhecske beporozza a virágot, amely így magvakat érlel. Kicsit később megtudjuk, hogy ennyiben nem áll meg a dolog, vannak növények, nem is kis számban, amelyek beporzását a vakszerencse, s megszemélyesítőjeként a szél végzi el. Akik érdeklődnek a botanikai csodák iránt, még itt sem hagyják abba a tudás begyűjtését, megtudják, hogy vannak növények, amelyeket madarak, denevérek poroznak be.
A fenyő pollenjét a szél hordja szét, látható, hogy a porzós virágzat iszonyú tömegben termeli, egyetlen pöccintéssel pollenfelhő indul el a porzókról
Az altruizmus nem túl kifizetődő dolog, ha fajok közti önzetlenségről van szó: miért tenne szívességet bármely állat egy virágnak? Erre találta ki a virág, hogy a beporzásért cserébe ad valamit, ami a rovaroknak, madaraknak, denevéreknek fontos: nektárt. De csakugyan minden esetben így van ez? Ennyire egyszerű lenne? Ha a válasz igen volna, akkor most nem születne cikk e témában.
A növényvilág egyszerű, többsejtes zöld algákból (Charophyta) alakult ki, elsőként a nem edényesek - mohafélék - jöttek létre, ezt követően a páfrány- és harasztfélék, majd a nyitvatermők.
A dinoszauruszok kortársa - megkövült égerfaág termésekkel a Jura korból
Mintegy 140 millió évvel ezelőtt jelentek meg bolygónkon az első zárvatermők, a virágos növények, ekkoriban a Föld egyenletesen meleg klímájú volt, a légkör oxigéntartalma magas volt, s nemrégiben kezdett feldarabolódni a Pangea óriáskontinens. A szárazföldeket uraló látkép hatalmas harasztok és nyitvatermők erdeiből, ligeteiből állt. A mai napig fennmaradt néhányuk, például a wollemi fenyő, a ginkgo, a cikászok, vagy a welwitschia - ezen ősi típusú növények szinte kizárólag szélporzásúak, vagyis nem vettek igénybe semmilyen állati segítséget a szaporodásukhoz.
Jura kori tájkép harasztokkal, nyitvatermőkkel - fantáziafestmény
Bár kétségkívül rendkívül érdekesek ettől függetlenül is, jelen cikkünk tematikájába (egy később említendő kivételtől eltekintve) nem illenek bele.
Ebbe a világba csöppentek bele a zárvatermők, persze nem úgy, hogy egyszer csak egy nyitvatermő elhatározta, hogy "mától fogva bizony nem nyitott tokban növesztem a magvaimat, hanem védettben, zártban". :-) Az, hogy pontosan milyen nyitvatermőkből és miként jöttek létre a zárvatermők, egyelőre titok, hisz a lágy növényi részek, virágzatok megkövülése nem nevezhető tökéletesnek, így leginkább pollenek és termések maradványai engednek következtetni a múltra. A zárvatermők elterjedéséről már többet tudtunk: az eredetileg pollenfogyasztó rovarok (Brachycera, vagyis a rövidcsápú legyek, az ő utódaik a mai napig népes társaságot alkotnak és sokuk fontos beporzó) fokozatosan vették át a beporzó szerepét, s mivel e rovarok nagy tömegben és elterjedésben éltek a Földön, nagyban segítette jelenlétük a virágos növények hatékony szaporodását is.
Borostyánkőben talált Brachycera
Valószínűsíthető, hogy az első rovarok által beporzott növények nedves, párás élőhelyeken alakultak ki, ahol a szélporzás a nagy nedvességtartalom miatt lehetetlen volt. A Kréta kor közepétől már sokféle rovar segítette elő a növények terjedését, ekkor már lepkék, hártyásszárnyúak, bogarak is ellátogattak a virágokra. Jelenlétük tehát meghatározó volt a virágok fejlődése szempontjából - de segítségükkel követhető a virágok és beporzóik párhuzamos evolúciója is, amely voltaképp a jelen írás alapját jelenti. A zárvatermők csak a beporzó rovarok segítségével voltak képesek átvenni a földi flóra vezető szerepét és viszonylag rövid idő alatt elterjedni a bolygón, s szintén a rovarbeporzás adta lehetőségek miatt tudtak e növények oly gyorsan specializálódni (a véletlen helyett célzott szaporodási stratégia állt rendelkezésükre, lerövidítve a véletlenek okozta fejlődési zsákutcákat.) is.
Kiöltött nyelvű méh nektárt nyalogat
Adott tehát a méhecske és a virág, vegyük úgy, hogy mintegy 140 millió éve. Láttuk tehát, hogy elsőként a beporzó rovarok nem beporozni, hanem eleségért mentek a virágokra. Természetesen a virágok számára nem volt kimondottan jó, ha felfalták a virágporukat, amelyet drága biokémiai folyamatok árán termeltek meg. A virágok tehát alkalmazkodtak az új helyzethez: speciális módszerekkel időzítették a virágpor kibocsátását, elrejtették a pollent tartalmazó porzókat. Ehhez pedig a rovarok is alkalmazkodtak, egyre kifinomultabb módszerekkel keresték a megfelelő állapotban lévő növényeket, és így tovább. A konvergens evolúció egyik alapvető példája az, ahogy alkalmazkodtak egymáshoz a virágos növények és az őket látogató állatok, s ahogyan mindegyikük fejlődését meghatározta ez a kapcsolat. Lépjünk a jelenbe! A mai zárvatermő növényeink 65%-a rovarbeporzású, s rovarfajaink 20%-a (legalább egy bizonyos életszakaszában) kizárólag a virágok biztosította nektáron és pollenen él, vagyis ettől függ a fennmaradásuk is.
Pollenszemcsékkel borított méh
A növények jó része ma nektárral csalogatja a beporzóit. A nektár voltaképpen egy sűrű cukros oldat, amelyet az állatok könnyen megemésztenek s rendkívül tápláló is egyúttal. Rengeteg állat specializálódott nektárfogyasztásra. Számukra elengedhetetlen a nektárt előállító növények jelenléte, s az, hogy valóban a nektártermelő növényt találják meg.
A fa nedvei a kéreg alatti rétegben, edény-nyalábokban keringenek, a keresztmetszeten látszik, hol szivárog az elvágott friss fa
Hogyan jött létre a nektártermelés a virágokban? Maga a nektár nem pusztán cukrokat, hanem számos egyéb tápanyagot - aminosavakat, szénhidrátokat, ásványi sókat, stb.- tartalmazó oldat, s a növények nedvkeringéséből ered. Az edényes növények szállítószöveteiben a levelek és a gyökérzet által "pumpált" nedvek magát a növényt látják el tápanyagokkal, s amikor pl. megsérül a növény, ez a nedv kibuggyan a sérülés helyén. Ezt használják ki egyes atkák, poloskák, s hasonló szívogató állatok, amelyek szájszervükkel megbökik a növényt, így jutva hozzá annak tápláló nedveihez.
Növényi nedveket szívogató levélbolha
Valószínűsíthetően ebből alakult ki a virágok nyílásakor összegyűlő nektár, amelyet a virágok már a beporzók csalogatására, "jutalmazására" használnak. A növény számára ez azért jelent előnyt, mert a rovarbeporzással elkerülhető az önbeporzás, vagyis a növény egy genetikailag kissé eltérő, de fajtárs növénytől kap pollent, ami ugye az ivaros szaporodás előnyeinek kihasználása szempontjaiból rettentő fontos dolog; valamint ha a rovarok célirányosan szállítják a pollent, nincs szüksége a növénynek arra, hogy irgalmatlan sok felesleges (szélbeporzással szaporodóknál pocsékba menő, nőivarú virágra soha el nem jutó) virágport termeljen. (Ez pontosan ugyanaz a stratégia, mint az embernél a gyermekhalandóság csökkenése során az egy családra jutó gyermekek számának visszaesése, nem kell nyolcat szülni ahhoz, hogy kettő megélje a felnőttkort belőlük, hanem elég kettőt, célirányosan.) Lényegesen kisebb biológiai erőforrásba kerül így a sikeres szaporodás.
Első számú kedvenceink azok a növények lesznek, amelyek hülyék lennének hatalmas erőket mozgósítva nektárt előállítani, ha van könnyebb út! Őket nevezhetjük potyautasnak, házasságszédelgőknek, vagy egyszerűen csak a növényvilág szélhámosainak. Miként érik el, hogy nektártermelés nélkül is magukhoz csalogassanak egyes beporzó rovarokat? Elsődlegesen azzal, hogy küllemükben hasonlóvá váltak a nektártermelő virágokhoz. Néha ez meglepő, ha ránézünk két ilyen virágra, mivel emberi szemmel más színűek - azonban a rovarok közül nagyon sok teljesen másképp látja a színeket, mint mi. A méhek pl. nem látják a pirosat, viszont érzékelik az UV-t.
A fenti képen ugyanaz a virág UV és emberi szem által látott fényben, sok rovar az UV tartományra érzékeny látású
Ha ezeket az utánzó növényeket a rovarok színlátását modellezve nézzük, máris kísérteties lesz a hasonlóság! Persze nem csak a színt, hanem a virágok elhelyezkedését, alakját is utánozzák a szélhámosok. A sárgás virágú sápadt kosbor és a rózsaszín virágú tavaszi lednek látszólag - nekünk embereknek - teljesen különböző külleműek, beporzójuk azonban ugyanolyannak látja mindkét virágot. Az orchideafélék között sok utánzó növény fordul elő, így a hazánkban is élő kosborok közt a hússzínű ujjaskosbor a pacsirtafű virágát utánozza.
Pacsirtafű
Ujjaskosbor, a pacsirtafű utánzója
Réti here
Gömböskosbor, a réti here utánzója
A növények számára előnyös, ha olyan kapcsolatot alakítanak ki egyes rovarfajokkal, amelynek során a rovar kizárólag egy bizonyos növényfaj virágait látogatja, hiszen így a fajtársak pollenjét szállítja a rovar. Ezért növesztett sok virág speciális nektártartó alkalmatosságot, amelynek fejlődése során a kedvezményezett rovar is alkalmazkodott és növesztette a maga szájszervét.
A klasszikus példa a Madagaszkáron Darwin által látott orchideafaj, amelynek közel 30 centis csőszerű tartóban van a nektárja; Darwin megjósolta, hogy kell legyen egy olyan szenderfaj, amelynek a nyelve ugyanolyan hosszú, mint a virág nektártartója. A szenderfajt évtizedekkel később fedezték fel, így beigazolódott Darwin feltételezése.
Xanthopan morgani praedicta , a Darwin által megjósolt szenderfaj, nem cérnán lóg, az mind a nyelve...
Számos virág és beporzója közt alakult ki hasonlóan kölcsönös fejlődésen alapuló kapcsolat, specializált szervekkel mindkét részről. Nem csupán rovarok, hanem hosszú nyelvű nektárevő denevérek, kolibrik, sőt: egy lemúrfaj, a szerecsenmaki egy madagaszkári fa, az utazók pálmája beporzójaként ismert.
Az utazók pálmája, amelyet a szerecsenmaki poroz be
Vannak virágot beporzó (s egyúttal nektárevő) fákon élő mézoposszumok, de Brazíliában egy gyíkfajról is kiderült, hogy nektárnyalogatás közben bizony beporzással is foglalatoskodik (a virág száraz évszakban nyílik, bőségesen termel nektárt, s ezzel csalogatja a szomjas gyíkokat); hasonló viselkedésű gyíkok élnek egy Új-Zéland közeli szigeten is.
Mézoposszum
Egy afrikai virág sziromlevelei összenőttek, s amikor a helyi szomjas-éhes nektérevő gyík meglátogatja, feltépi a szirmokat, ezzel, bár nem maga a beporzó, szabad utat nyit a később odalátogató beporzók számára. Mauritius szigetén egy veszélyeztetett fafaj egyetlen beporzója is egy gyík.
Brazil nektárevő gyík, virágbeporzó
A tátika (oroszlánszáj) virága úgy fejlődött, hogy a poszméhek súlya alatt nyílik ki a "száj", s a poszméh beférkőzhet a virág belsejébe, közben szőreire rátapad a virágpor, amit aztán a következő tátikán részben lepakol.
A poszméh súlya alatt lenyomódik a tátika, s a rovar bebújhat lakmározni
A növények, akkor is, ha nem egyetlen rovarfaj végzi a beporzást, jelzik a rovaroknak, hogy hol található a "jutalomfalat". Egy árvácska virágjára nézve ember számára is szembetűnő a sugár irányú sávos díszítés, de ha UV fényben megfigyelünk virágokat, sok olyan mintázat válik láthatóvá, amely a rovar számára olyan, mint a pilótának a kifutópálya fényei.
Az árvácska szirmain jól látható vezetősávok jelzik a nektár helyét
Sok, számunkra egyszínű, unalmas küllemű virágot látnak a méhek foltosnak, sávosnak, a virág ivarszerveinél feltűnő mintázatúnak. (Rettentő érdekes oldal UV-ben fényképezett virágokkal: http://www.naturfotograf.com/UV_flowers_list.html ) Ezt bárki ellenőrizheti, akinek van UV-lámpája (bankjegyellenőrző lámpa pl. ). Sok virágban kimondottan csak a porzók-bibék feltűnőek UV-fényben.
Egy sárga, napraforgóféle virág UV fényben
Egyes virágok virágzatuk alakjával emlékeztetnek másik, nektáradó virágokra; például a réti here közönséges küllemű gömbölyded virágzatát utánozza a gömböskosbor. Az ujjaskosborok körében például a pacsirtafű vagy a tisztesfű az utánzott virág. (feljebb, a cikk elején láthatók a képeik)
Csillogó sárga gömböcskék - NEM nektár, átverés!
Egy tőzegboglár (Parnassia palustris) nevű növény virágában a porzók körül kis csillogó gömböcskék nőnek (ezek módosult porzók), amelyek úgy tűnnek a rovarok számára, mintha nektárcseppek lennének, a virágot az így odacsalt rovarok termékenyítik meg.
A lepke érzékeny, kifinomult szaglószerve a csápja, a hím lepke több kilométerről megérzi a nőstény feromonját, a képen a fésűs antennájú hím van.
A nektárt nem termelő, ám becsapásban jeleskedő virágok kihasználják ezt a lehetőséget, mint fentebb elmítettem. Van még egy lehetőség, amellyel át lehet verni a rovart: a nektáradó virág, vagy valami teljesen más dolog illatának utánzása. A rovarok szaglása kiváló, így jelentőséget kap ez a taktika is a beporzókat vonzó "szélhámos" virágok esetében. Mindenki ismeri a viccet: A vak elmegy a sajtbolt előtt és beszól a szag felé fordulva: - Helló lányok !". Valami hasonló a rovarok számára a virágillat, akkor is, ha az illattal nem társul nektár.
A pillangók is kiváló szaglásuk segítségével találnak rá a nektárt adó virágokra
A következő részben innen folytatjuk a növényi kész átverés show-t.
