Plante mixotrofe

Plante mixotrofe

Plantele mixotrofe se caracterizeaza printr-o nutritie mixta, intrucat isi procura carbonul necesar pentru sinteza substantelor organice proprii atat pe cale autotrofa, prin fotosinteza, cat si pe cale heterotrofa, recurgand la diferite substante organice si anorganice pe care le iau de la alte organisme. Din grupa plantelor mixotrofe fac parte plantele semiparazite si cele carnivore.

Nutritia plantelor semiparazite

Plantele semiparazite au frunzele verzi, deci poseda pigmenti clorofilieni, dar prezinta si haustori, pe care ii introduc in tesutul lemnos din corpul altor plante.

Dintre plantele semiparazite, in tara noastra se intlnesc reprezentanti ai genurilor Rhinanthus, Melampyrum, Pedicularis, Euphrasia (familia Scrophulariaceae), Thesium (familia Santalaceae),Viscum si Loranthus (familia Loranthaceae).

Reprezentantii familiei Scrophulariaceae au toti tulpini cu frunze mari, verzi. Radacinile lor sunt relativ mici si lipsite de peri absorbanti. In vecinatatea radacinilor altor plante, aceste radacini formeaza umflaturi, din care pornesc haustori ce patrund in radacinile plantelor invecinate.

Se considera ca toate semiparazitele din cadrul acestei familii sunt capabile sa-si sintetizeze singure substante organice prin fotosinteza, iar haustorii le servesc numai pentru aprovizionarea de la plantele gazda cu apa si cu saruri minerale. Conform parerii lui S.P. KOSTICEV, aceste plante sunt hidroparazite, ca urmare a faptului ca au un sistem radicular foarte slab dezvoltat, care nu le permite sa absoarba o cantitate suficienta de apa si saruri minerale din sol.

O specie semiparazita intalnita mai ales in pasunile si fanetele din zonele de deal si de munte este Rhinanthus crista-galii, ale carei frunze si tulpini nu difera de acelea ale fanerogamelor autotrofe (fig. 5.18). Radacinile sale sunt lungi si subtiri, lipsite de peri absorbanti. O singura planta semiparazita emite, de obicei, haustori in radacinile mai multor plante, adeseori apartinand la specii diferite (graminee, leguminoase etc.). Prezenta sa abundenta in pasuni, alaturi de alte specii semiparazite si parazite, indica imbatranirea si degradarea acestora.

Vascul (Viscum) paraziteaza pe ramurile de plop, stejar, mar, par, paducel, molid s.a., unde sunt aduse semintele de catre pasari, germinarea avand loc numai la lumina (fig. 5.19).

De la baza tulpinii sal e pornesc prelungiri sub scoarta plantei-gazda si apoi de aici haustori, care se pun in legatura cu vasele de lemn si, mai rar, cu cele de liber din tulpina plantei gazda.

Tulpina sa, ramificata dichotomic, are numeroase frunze verzi persistente.

Urmarind actiunea hipotensiva a unor extracte de vasc, recoltat de pe plante gazda apartinand unor specii diferite, E. PORA, E.POP, D. ROSCA si A.RADU au constatat ca acestea difera, functie de planta gazda, ceea ce demonstreaza ca ramurile de vasc primesc si substante organice de la planta gazda.

Se considera, de asemenea, ca schimbul de substante ce are loc intre vasc si planta gazda ar explica imunitatea dobandita de catre unele specii de plante fata de atacul cu vasc. Aceste specii devin indiferente la atac, iar in cazul altor specii semintele de vasc, aduse ulterior pe ramurile lor, nu mai germineaza.

Nutritia plantelor carnivore

Plantele carnivore fac parte din mai multe familii, intre care Droseraceae, Lentibulariaceae, Nepentha­ceae s.a. Ele au organe verzi, care indeplinesc fotosinteza. Totodata, prind animale mici, pe care le digera, absorbind apoi diferitele substante organice solubilizate prin digestie.

Frunzele acestor plante sunt transformate, la unele specii complet, iar la altele partial, in organe care permit ademenirea, capturarea si retinerea acestor animale mici.

Dupa adaptarile dobandite pe linie evolutiva, in acest sens, plantele carnivore se impart in trei grupe:

Plante carnivore care prind animalele cu ajutorul suprafetei lipicioase a frunzelor lor.

Plante carnivore inzestrate cu urne.

Plante carnivore inzestrate cu capcane, care executa miscari rapide in timpul capturarii prazii.

In cadrul fiecarui grup modalitatile de prindere si digerare a prazii prezinta numeroase particularitati.

Drosera rotundifolia (roua cerului) creste la noi in turbariile din regiuni montane (fig. 68). Planta are radacini destul de slab dezvoltate si o rozeta de frunze bazale, din mijlocul careia porneste o tulpina florifera. Pe fata superioara a frunzelor se gasesc tentacule marginale lungi si tentacule centrale mai scurte si dispuse pe restul suprafetei limbului. Tentaculele secreta o substanta lipicioasa, ce straluceste la soare si atrage astfel insectele (fig. 5.20).

Cand o insecta, atrasa de secretia lipicioasa a tentaculelor, se atinge de un singur tentacul, nu se mai poate desprinde de acesta, din cauza substantei lipicioase. Capatul tentaculelor este sensibil la excitatie si, datorita acestei insusiri, tentaculul atins de insecta transmite excitatia, prin piciorul sau, la tentaculele vecine. Acestea se curbeaza spre locul in care se gaseste insecta, iar limbul frunzei executa o miscare, prin care fata lui superioara devine concava, favorizand atasarea unui numar mai mare de tentacule pe insecta. In cele din urma insecta nu se mai poate misca si este asfixiata de substantele lipicioase emise de planta, substante ce-i astupa stigmele. Ea este apoi digerata de enzimele proteolitice emise de planta, pana la aminoacizi, care sunt absorbiti atat la nivelul tentaculelor, cat si la nivelul unor peri epidermici mai mici. Apoi frunzele isi reiau pozitia normala, tentaculele revin la pozitia initiala, iar partile nedigerabile (resturile chitinoase) ale insectei cad de pe frunze, fiind indepartate de vant si ploi, iar frunza poate sa-si reia activitatea, prinzand alte insecte.

Pinguicula vulgaris (foaie groasa) creste in locuri umede de munte (fig. 5.21). Pe suprafata limbului foliar se gasesc doua feluri de peri: peri glandulari pedicelati, ce produc o substanta lipicioasa, pentru prinderea insectelor si peri sesili, alcatuiti din celule secretoare ce produc un suc digestiv, cu acizi organici si enzime proteolitice (fig. 5.22).

Insectele ajunse pe suprafata frunzei sunt retinute de substanta lipicioasa secretata de perii glandulari, iar secretia acestei substante devine mai abundenta, pe masura ce ele ating un numar mai mare de peri, in incercarile lor de a se elibera.

Excitatia produsa de catre insecte este transmisa la marginile limbului foliar, care se indoaie in sus si acopera insectele. Digestia dureaza 1-3 zile, iar substantele rezultate sunt absorbite de catre perii sesili si de catre marginile limbului frunzei.

Reprezentantii genului Nepenthes (fig. 5.23) cresc in padurile din insulele Oceanului Indian, Borneo, Sumatra, Madagascar etc.

Au frunze cu partea bazala latita, cu rol asimilator, care se continua cu o portiune lunga, filiforma, cu functie de carcel, prinzandu-se de ramurile arborilor din jur, iar capatul acestei portiuni se continua cu o urna, la gura careia se gaseste un capacel, ce seamana cu un limb foliar. Acest capacel se deschide numai dupa maturarea urnei, ramanand ulterior in permanenta in pozitie deschisa. Urnele sunt foarte frumos colorate, iar pe fata interna a capacelului si pe marginea interioara a gulerului au numerosi peri luciosi, orientati in jos, sub care se gasesc glande nectarifere, ale caror produse de secretie sunt dulci.

Insectele atrase de culorile vii ale urnelor si de sucul dulce secretat de glandele nectarifere se apleaca pe marginea neteda a deschiderii urnelor, pentru a ajunge la nectar si aluneca inauntru. Ele nu mai pot iesi din urna deoarece aluneca de pe suprafata neteda, situata sub deschiderea urnei si cad din nou la fundul acesteia.

In urma incercarilor de a scapa din capcana, insectele cad epuizate la fundul urnei, unde se ineaca in lichidul existent aici. Acest lichid provine in urma secretiei glandelor digestive si, in parte, din apa de ploaie care patrunde in urna in timpul precipitatiilor. Capacul urnei nu are, deci, nici un rol in prinderea prazii. El nu inchide urna in urma capturarii insectelor, ci are rolul de a impiedica, intrucatva, evaporarea lichidului din urna si patrunderea apei de ploaie in interiorul ei. Insectele sunt digerate de sucurile digestive produse de glandele digestive.

Dionaea muscipula se intalneste in mlastinile din padurile Americii de Nord si de Sud. Frunzele formeaza o rozeta bazala. Fiecare frunza are petiolul latit, cu rol asimilator, ce se continua cu o portiune scurta, filiforma si apoi cu limbul impartit, prin nervura mediana, in doua jumatati egale, prevazute cu numerosi tepi lungi pe margine (fig. 5.25).

Cele doua jumatati ale limbului sunt asezate una fata de cealalta sub un unghi de 60-90^o si au cate trei peri senzitivi, ce pornesc de langa nervura mediana si sunt orientati spre marginile limbului. Cand o insecta ajunsa pe frunza atinge doi din perii senzitivi, excitatia produsa este transmisa la limb. Cele doua jumatati ale limbului se indoaie foarte repede in sus (intr-un interval de 0,01-0,02 secunde) de-a lungul nervurii mediane iar tepii de pe marginile uneia dintre jumatatile limbului patrund in intervalele dintre tepii celeilalte jumatati, prinzand insecta in capcana. In urma acestei miscari, ce se produce printr-o scadere brusca a fenomenului de turgescenta a celulelor situate pe partea superioara a limbului, in imediata vecinatate a nervurii mediane, intre cele doua jumatati ale limbului ramane un spatiu destul de mare. Insecta prinsa si ucisa incepe sa fie digerata cu ajutorul enzimelor proteolitice din compozitia sucurilor produse de numeroase glande digestive, ce se gasesc pe suprafata limbului si substantele rezultate in urma digestiei determina o excitatie, ce duce la continuarea miscarii de inchidere a capcanei. Aceasta miscare se produce mai incet decat prima, dar se continua pana cand cele doua jumatati ale limbului se ating complet, strangand complet prada. In functie de marimea prazii, frunza se deschide dupa 8-20 zile, eliminand resturile nedigerate, ce sunt luate de vant. Desi nu moare in toate cazurile, frunza nu mai prinde alte insecte, functionand ca organ de capturare a prazii doar o singura data in viata ei.

Genul Urticularia, cu speciile U. vulgaris si U. minor (otratelul de balta) creste in tara noastra in lacurile de la ses, avand intregul corp in apa, cu exceptia florilor, care se ridica deasupra oglinzii apei (fig. 5.26).

Frunzele sunt fin ramificate si poarta, fixate pe cate un pedicel, numeroase urne numite utricule, care sunt ovale si reprezinta capcanele pentru prinderea micilor animale acvatice. Aceste urne au 1-2 mm. Peretii lor sunt formati din doua straturi de celule si sunt fixate de planta printr-un peduncul. In partea opusa pedunculului, urna prezinta o mica deschidere, astupata de un capacel ce se deschide spre interior. In jurul acestei deschideri se afla cativa peri senzitivi lungi, in parte ramificati.

Animalele acvatice mici, care cauta adapost intre frunzele de Utricularia, ating perii senzitivi de pe marginea acestora. Intr-o fractiune de secunda (1/16), urna executa o miscare de dilatare, ce produce sugerea apei si a animalului respectiv in urna, prin indepartarea capacelului. Apoi capacelul se inchide si animalul moare asfixiat, dupa consumarea oxigenului existent sub forma solvita in apa din urna. Prada este digerata de enzimele produse de glandele secretoare. Produsii de digestie se absorb de catre celulele stratului intern al peretelui urnei. La un interval de 15-20 minute urna devine capabila sa reia capturarea prazii (pana ce se umple cu animalele prada).

Aldrovanda vesiculosa este, de asemenea, o planta acvatica submersa, cu frunzele mici, asezate in verticile (fig. 5.27).

La noi traieste in baltile din Delta Dunarii si in Lacul Snagov. Aceasta prinde animalele mici acvatice si le digera intr-un mod asemanator cu Dionaea.

Sarracenia flava creste in regiunile mlastinoase ale Americii de Nord (fig. 5.28), formand urne inalte de 60 - 70 cm.

Drosophyllum lusitanicum (fig. 5.29) creste pe tarmurile uscate din Spania, Portugalia, Maroc. Este cultivata de localnici in ghivece, in vederea combaterii mustelor din locuinte.

Sucurile secretate de glandele digestive ale tuturor plantelor carnivore contin enzime, precum proteaze, esteraze si fosfataze acide. Nici o planta carnivora nu dispune in echipamentul ei enzimatic de enzime capabile sa descompuna chitina.

La unele genuri precum Drosera si Nepenthes enzimele sunt prezente in permanenta in lichidele secretate, in timp ce la reprezentantii altor genuri (Pinguicula, Dionaea) glandele digestive incep sa produca secretia lor doar in momentul capturarii prazii, procesul fiind indus de prezenta unor substante azotate, indeosebi a acidului uric, care se gaseste in cantitati mari in excrementele insectelor.

Glandele secretoare de enzime digestive realizeaza in acelasi timp si absorbtia produsilor de digestie, iar in cazul speciilor adaptate la mediul acvatic intervin si in absorbtia apei din capcane, dupa capturarea prazii.

Plantele carnivore pot creste si in lipsa nutritiei cu animale, caz in care produc, totusi, flori si seminte cu putere de germinatie normala, dar mai putine ca numar, iar talia lor este mai mica.

Speciile de Drosera si Pinguicula asimileaza CO₂ la fel de intens ca si plantele fotoautotrofe ce traiesc in aceleasi medii. De asemenea, substantele azotoase, preluate de plantele carnivore din prada capturata, le intensifica, in mod considerabil, fotosinteza. Rezulta ca sensul nutritiei carnivore consta in aprovizionarea acestor plante cu substante minerale nutritive (in special azotate si fosforilate).

Majoritatea plantelor carnivore traiesc in natura in statiuni sarace si, uneori, foarte sarace in substante minerale. Drosera, de exemplu, traieste in locuri umede, mlastinoase, in care substratul contine cantitati mari de acizi humici. Acestia inhiba puternic dezvoltarea bacteriilor nitrificatoare si a celorlalte bacterii care participa la circuitul azotului. Ca urmare, aceste substraturi sunt sarace in compusi minerali cu azot, care sunt absolut necesari in nutritia minerala a plantelor. De asemenea, aceste substraturi contin cantitati insuficiente si din alte saruri minerale, in special compusi cu fosfor si potasiu, ceea ce ingreuneaza foarte mult nutritia minerala a plantelor din aceste statiuni.

Sistemul radicular al multor plante carnivore este slab sau chiar foarte slab dezvoltat, iar la unele genuri, cum ar fi Utricularia si Aldrovanda, radacinile lipsesc complet.

Nici una dintre plantele carnivore terestre nu poseda micorize, care sa le permita aprovizionarea, in conditii mai bune, cu saruri minerale.

S-a demonstrat, de asemeni, in mod experimental, ca plantele carnivore pot fi crescute, tinandu-le cu radacinile in apa distilata, in cazul cand li se administreaza ca hrana suplimentara insecte, precum si in lipsa hranei animale, dovedindu - se, astfel, ca se pot dezvolta normal, in cazul cand sunt crescute pe solutii minerale complete.