O rosiczce słów kilka, czyli wyhoduj żywą muchołapkę!
Poniższy artykuł został opublikowany pierwotnie w czasopiśmie dla nauczycieli Biologia w Szkole (1/2016):
Rośliny traktujemy najczęściej jako element krajobrazu. Wiemy, że są one żywe, ale przeważnie zmiany, którym podlegają są zbyt subtelne i powolne by można je było dostrzec w krótkim czasie. Nie zawsze świadomie, ale powszechnie przeciwstawiamy roślinom zwierzęta, z racji różnic dzielących te dwie grupy organizmów. Weźmy pod uwagę choćby zdolność ruchu, o której wspominałem w poprzednim numerze „Biologii…” w odniesieniu do Mimozy wstydliwej (Mimosa pudica) – rośliny wydają się być jej pozbawione, zwierzęta zaś przeważnie są dosyć ruchliwe [1]. Jeszcze ważniejsza wydaje się być kwestia odmienności w sposobie pozyskiwania substancji pokarmowych, tj. samożywności u roślin oraz cudzożywności u zwierząt.
Interesującą grupą roślin są te, które nazywamy owadożernymi. Trzeba jednak zaznaczyć, że termin ten nie jest całkowicie ścisły. Bardziej prawidłowo byłoby nazywać je roślinami mięsożernymi, ponieważ owady nie są jedynymi organizmami, jakie mogą padać ich ofiarą.
Rośliny mięsożerne nie są wcale takim rzadkim fenomenem, jak mogłoby się wydawać – odnotowano przynajmniej 600 różnych gatunków. Nie jest to także grupa jednorodna systematycznie, a adaptacje umożliwiające im taki sposób zdobywania pokarmu powstały w toku ewolucji niezależnie od siebie przynajmniej pięciokrotnie w obrębie różnych rzędów królestwa roślin [2]. Wspólną cechą wszystkich z nich jest wytwarzanie różnego rodzaju pułapek służących wabieniu i chwytaniu ofiar.
Dlaczego rośliny mięsożerne są takie fascynujące? Myślę, że jedną z możliwych odpowiedzi jest to, że wydają się one łączyć w sobie cechy typowo roślinne z tymi, które zwykle przypisujemy jedynie zwierzętom.
Rośliny mięsożerne zasiedlają często specyficzne środowiska, przez co ich uprawa może nastręczać pewnych trudności. Istnieją jednak gatunki, których wymagania nie są przesadnie trudne do zaspokojenia w szkolnych, uczelnianych, czy nawet domowych warunkach. Jednym z nich jest rosiczka przylądkowa (Drosera capensis), o której chciałbym opowiedzieć w niniejszym artykule.
Uprawa i obserwacje
Rosiczka przylądkowa (Drosera capensis) występuje naturalnie na południu Afryki, w rejonie Przylądka Dobrej Nadziei.
Wymagania rośliny są dosyć specyficzne. Potrzebuje ona niezbyt żyznej gleby - najlepiej nadaje się mieszanka kwaśnego torfu i perlitu lub gruboziarnistego piasku. Wymagane jest dosyć dobre nasłonecznienie stanowiska. Doniczka powinna być stosunkowo duża i wysoka, ponieważ roślina ma silnie rozwinięty system korzeniowy.
O ile rosiczka nie ma szczególnych wymagań co do wilgotności powietrza (dobrze radzi sobie przy wilgotności w granicach 40-70%), to podłoże powinno być stale wilgotne, czy nawet mokre. Jest to zrozumiałe, ponieważ w naturze roślina żyje na terenach podmokłych, bagnach oraz brzegach jezior i rzek. Najłatwiej to osiągnąć ustawiając doniczkę w podstawce z wodą - rosiczki nie powinno się podlewać w inny sposób. Muszę tu ostrzec Czytelnika, ponieważ roślina ta jest bardzo wrażliwa na zanieczyszczenia mogące się znajdować w wodzie wodociągowej. Z tego powodu do podlewania korzystnie jest używać wody deszczowej lub jeszcze lepiej destylowanej [3].
Rosiczkę można rozmnażać wegetatywnie poprzez sadzonki liściowe i korzeniowe, jednak zrozumiałe jest, że pierwsze rośliny otrzymamy z nasion. W przypadku rosiczki ich rozmiary są bardzo małe (Fot.1A). Są one wrzecionowatego kształtu, a ich długość wynosi mniej niż 1 mm. Przy większych zbliżeniach można zauważyć, że powierzchnia nasienia jest charakterystycznie urzeźbiona (Fot.1B).
Nasiona niektórych gatunków rosiczek wymagają stratyfikacji. Jest to proces polegający na zapewnieniu nasionom odpowiednich warunków potrzebnych do wykiełkowania [4]. Polega to zwykle na umieszczeniu nasion przed kiełkowaniem na okres 6-8 tygodni w chłodnym miejscu. Sprzyjającą dla nas okolicznością jest fakt, że rosiczka przylądkowa nie wymaga stratyfikacji.
Nasiona należy wysiewać bezpośrednio na wilgotną powierzchnię kwaśnego torfu podlewanego przez podsiąkanie. Odległość między nasionami powinna wynosić przynajmniej 1 cm. Nasion nie powinno się przysypywać torfem. Nie wolno dopuścić do przesuszenia! Nasiona podczas kiełkowania dobrze jest chronić przez zbyt silnym światłem słonecznym [5].
Nasiona kiełkują w ciągu 2-3 tygodni, czasem trzeba poczekać nieco dłużej. Młode rośliny są bardzo małe, o rozmiarach rzędu pojedynczych milimetrów – łatwo je przeoczyć. Interesujące jest, że już trzeci powstający liść może pełnić funkcję pułapkową!
Młode rośliny są jednak zbyt małe, by efektywnie polować. Można je więc dokarmiać np. niewielkimi stawonogami. W takim przypadku rośliny rosną dosyć szybko. Rosiczki, jako organizmy prowadzące fotosyntezę, radzą sobie doskonale także bez dokarmiania, lecz ich wzrost jest wtedy zauważalnie wolniejszy. Kilkucentymetrowe rośliny można rozsadzić, tak by nie przeszkadzały sobie wzajemnie.
Rosiczka jest rośliną wieloletnią, o stosunkowo powolnym wzroście. Dojrzałość osiąga po około roku od wykiełkowania. Przyziemna rozeta liściowa wyrośniętych okazów może mieć kilkanaście centymetrów średnicy, a czasem nawet więcej (Fot.3).
Przy niższej temperaturze otoczenia roślina może tracić liście, lecz po zapewnieniu odpowiednich warunków pojawiają się nowe.
Kwitnienie rosiczki następuje najczęściej w okresie letnim. Roślina wytwarza wtedy długi (do 30 cm) wzniesiony pęd, na którym jest osadzony kwiatostan w formie pozornego grona składającego się zwykle z kilku do kilkunastu kwiatów. Czasem jednak rosiczka wykształca bliźniacze kwiatostany osadzone na jednym pędzie (Fot.4).
Kwiaty dojrzewają kolejno – w danym momencie w pełni rozwinięty jest najczęściej tylko jeden z nich. W przypadku kwiatostanów bliźniaczych możemy się jednak cieszyć widokiem dwóch całkowicie rozwiniętych kwiatów (Fot.5). Ich barwa, w zależności od odmiany może zawierać się w przedziale od białej, przez fioletową, aż do purpurowej.
Wielokrotne, długotrwałe kwitnienie wyraźnie osłabia roślinę.
Rosiczka jest samopylna, więc bez szczególnych zabiegów po kwitnieniu można uzyskać nasiona. W tym celu przekwitłe kwiatostany pozostawia się do wyschnięcia, a następnie wytrząsa nad kartką papieru. Zebrane w ten sposób nasiona można przechowywać w suchym i przewiewnym miejscu przez dłuższy czas.
Z naszego punktu widzenia najbardziej są interesujące liście rosiczki. U opisywanego gatunku są one równowąskie, długie do 15 cm i szerokie do 5 mm. Wierzchołek liścia jest zaokrąglony lub zakończony tępo. Młode liście są wzniesione, zaś starsze układają się bardziej płasko, równolegle do podłoża.
Liść jest pokryty włoskami gruczołowymi, które są rozłożone gęsto wzdłuż krawędzi liścia, zaś pośrodku ich rozmieszczenie jest nieco rzadsze. Wydzielają one płynną substancję o słodkawym zapachu. Ciecz zbiera się na zakończeniach włosków, gdzie formuje błyszczące krople (Fot.6). Przypominają one krople rosy, czemu roślina zawdzięcza swoją nazwę.
Płyn pokrywający włoski jest bardzo lepki. Owady np. mrówki zwabione przez rosiczkę przylepiają się do nich z łatwością. Następnie można zaobserwować, że włoski wyginają się ku owadowi. Cały liść także ulega wygięciu oplatając ofiarę i zamykając ją w swoim wnętrzu (Fot.7). Proces ten trwa kilka godzin. Owad ginie najczęściej w wyniku uduszenia lub wyczerpania.
Roślina zaczyna wydzielać wtedy substancje chemiczne, dzięki którym tkanki miękkie ofiary zostają strawione i w formie płynnej wchłonięte przez powierzchnię liścia. Trwa to zwykle kilka dni, czasem dłużej. Po tym czasie liść się otwiera, a pozostałości (chitynowy pancerz) ofiary zostają usunięte, na przykład zdmuchnięte przez wiatr. Liść następnie jest gotowy do schwytania kolejnej ofiary. Trwałość pułapek jest ograniczona – po kilku, najczęściej około trzech „posiłkach” liście obumierają, po czym są szybko zastępowane nowymi.
Nie powinno się umieszczać na liściach rosiczki owadów martwych, ponieważ zostaną zignorowane przez roślinę jako nieruchome. Nie wolno też w tym celu wykorzystywać pokarmów przeznaczonych dla ludzi, np. gotowanego mięsa, gdyż może to zaszkodzić roślinie. Godne natomiast polecenia jako pokarm są mrówki, ziemiórki i inne niewielkie stawonogi. Dobrze nadaje się w tym celu także wywilżna karłowata, znana szerzej jako muszka owocowa (Drosophila melanogaster).
Wyjaśnienie
W tym miejscu można się zastanowić dlaczego właściwie rosiczka poluje. Jako roślina zielona jest przecież samożywna. Jest więc zdolna do wytworzenia potrzebnych do życia związków organicznych z materii nieorganicznej na drodze fotosyntezy, tj. przy wykorzystaniu światła.
Rosiczka (podobnie jak i inne rośliny mięsożerne) żyje jednak w środowisku o małej dostępności niektórych substancji mineralnych w glebie, m.in. azotu. Azot, jako składnik np. białek, jest natomiast jednym z pierwiastków biogennych, czyli koniecznych do życia.
Jak to możliwe, że jakikolwiek organizm może cierpieć na niedobór azotu, skoro stanowi on około 78% składu powietrza? Niestety, wolny azot w postaci homoatomowych cząsteczek N2 z racji swoich właściwości chemicznych pozostaje właściwie niedostępny dla roślin i zwierząt. Zdecydowana większość azotu zostaje przekształcona do postaci dostępnych innym organizmom za pośrednictwem wolno żyjących bakterii azotowych, np. z rodzaju Rhizobium. Bakterie te posiadają zdolność do pobierania azotu atmosferycznego. W ten sposób azot zostaje związany w postaci np. jonów amonowych NH4+ i glutaminy, będącej jednym z aminokwasów. Dopiero te związki mogą być wykorzystywane przez rośliny, a w konsekwencji także przez zwierzęta i inne organizmy.
Niektóre rośliny weszły w symbiozę z bakteriami azotowymi, przez co uzyskały łatwy dostęp do źródła związków azotowych. U większości bobowatych (Fabaceae) występują brodawki korzeniowe, w których żyją symbiotyczne bakterie zapewniające gospodarzowi azot w przyswajalnej postaci [6].
Zupełnie innym sposobem pozyskiwania związków azotowych jest właśnie mięsożerność. Białko zwierzęce jest przecież bogatym źródłem tego pierwiastka w łatwej do przyswojenia postaci. Nie powinno więc dziwić, że do pozyskiwania azotu w ten sposób przystosowało się wiele rodzin z królestwa roślin, m.in. dzbanecznikowate (Nepenthaceae), rosolistnikowate (Drosophyllaceae), kapturnicowate (Sarraceniaceae), rosiczkowate (Droseraceae) i inne. Rośliny te mogą w ten sposób zdobywać także inne potrzebne im substancje.
Mechanizm działania pułapki u rosiczek jest dosyć interesujący. Unieruchomiony przez oklejenie lepką wydzieliną owad szamocząc się podrażnia najbliżej leżące włoski. Bodziec ten powoduje wyginanie się sąsiednich włosków w kierunku ofiary, co skutkuje jeszcze dokładniejszym jej unieruchomieniem. Jest to przykład haptonastii, tzn. ruchu wywołanego określonym rodzajem bodźca dotykowego, w odróżnieniu od sejsmonastii np. mimozy, gdzie bodźcem może być dowolny dotyk [1].
W przypadku rosiczki nie mamy jednak do czynienia jedynie z haptonastią, ponieważ dużą rolę odgrywa tu także odpowiedź na bodźce chemiczne czyli chemonastia [7].
Równolegle wydzielany jest m.in. kwas mrówkowy i enzymy proteolityczne, które rozkładają białka. Możliwe do strawienia tkanki owada zostają rozpuszczone, a powstały płyn roślina wchłania przez powierzchnię liści.
U innych roślin mięsożernych występują odmienne przystosowania do chwytania owadów. Muchołówka amerykańska (Dionaea muscipula) wykształca liście pułapkowe składające się z dwóch blaszek, na których znajdują się włoski czuciowe. Blaszki składają się po potrąceniu włosków przez owada zamykając go w środku. Inne, np. dzbanecznik (Nepenthes) czy kapturnica (Sarracenia) wytwarzają pułapki wypełnione cieczą, w której toną zwabione owady. Tłustosz (Pinguicula) działa podobnie do rosiczek: jego liście są pokryte lepką substancją wabiącą i unieruchamiającą niewielkie owady. Także w tym przypadku liść zwija się, po czym następuje strawienie ofiary. Mięsożerne są też niektóre rośliny wodne, np. występujące w Polsce pływacz zwyczajny (Utricularia vulgaris) i aldrowanda pęcherzykowata (Aldrovanda vesiculosa).
Myślę, że uprawa rosiczki przylądkowej może być wspaniałym doświadczeniem dla każdego fascynata nauk przyrodniczych. Pozwala to w praktyczny sposób zapoznać się z problematyką ruchu roślin i pozyskiwania potrzebnych składników odżywczych. Mogę zapewnić Czytelnika, że uzyskanie z mikroskopijnego nasienia dojrzałej, pięknej i tak interesującej rośliny dostarcza olbrzymiej satysfakcji. Opisany gatunek rosiczki jest na tyle mało wymagający i łatwy w uprawie, że można się pokusić o założenie hodowli w szkolnej pracowni biologicznej, co na pewno przyniesie wiele korzyści. Jedną z najważniejszych jest możliwość rozbudzenia ciekawości przyrodniczej u uczniów i wszystkich zainteresowanych.
Literatura:
- [1] Ples M., Wstydliwa roślina, Biologia w Szkole, 6 (2015), Forum Media Polska Sp. z o.o., str. 52-56 powrót
- [2] Krasuska U., Glinka A., Gniazdowska A., Menu roślin mięsożernych, Kosmos. Problemy nauk biologicznych, 4 (2012), s. 635-646 powrót
- [3] Cheers G., Burnie G., Botanica, Könemann, 2005 powrót
- [4] Lewak S., Spoczynek roślin, w: Kopcewicz J., Lewak S., Fizjologia roślin, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa, 2002, s. 560-563 powrót
- [5] Haager J., Mieszkanie w kwiatach, moje hobby, Polska Oficyna Wydawnicza „BGW”, 1992, str. 258 powrót
- [6] van Rhijn P., Vanderleyden J., The Rhizobium-plant symbiosis, Microbiological Reviews, 1 (1995), str. 124-142 powrót
- [7] Schumacher W., Fizjologia, w: Strasburger E., Botanika: podręcznik dla szkół wyższych, Państwowe Wydawnictwo Rolnicze i Leśne, Warszawa, 1967 powrót
Autorem fotografii jest Marek Ples.
Uzupełnienie autora
Jako dodatek do powyższego artykułu chciałbym zaprezentować film:
Marek Ples