砂のコートは効果的な鎧になります。 エリック・ロプレスティ, のCC BY-SA

植物の質感を想像してみてください。 多くの人が思い浮かぶかもしれません–多くの熱帯観葉植物の滑らかなゴムのようなもの、信じられないほど柔らかい子羊の耳、サボテンの鋭い棘、または木の樹皮の粗さ。 しかし、粘着性は、flypaper-stick-to-your-fingersの意味では、おそらくあなたのリストの一番上にはありません。

それにもかかわらず、非常に多くの 植物は粘着性の葉を進化させました、ペチュニアやタバコなど、あなたが知っていると思われるものを含む、茎と種子。

進化生物学では、何度も進化してきた特性が興味深いものです。これは、この特性が何度も役立つことを示唆しているためです。 人々はこの奇妙な特徴に長年気づき、議論してきましたが、 私のような生物学者 ついに粘着性が何のためにあるのか、そしてなぜ多くの植物が粘着性を持っているのかを理解し始めています。

砂とべたつき

粘着性のある植物が蔓延しています。 それらは温帯および熱帯地域、湿った場所と乾燥した場所、そして森林、野原、砂丘で見られます。 これらの環境のそれぞれで、粘着性の機能は多少異なります。

乾燥した砂漠でも美しい海岸線でも、私は自然に砂丘に惹かれます。粘着性は、これらの場所の植物にとっていくつかの興味深い機能を持っています。 砂の移動は、植物にとって困難な環境をもたらします。サンドブラスト風、潜在的な埋没、および保水性の欠如はほんの数例です。

興味深いことに、何百もの 砂丘の植物種は粘着性のある表面を進化させました、その生息地での有用性を示唆している。 風に吹かれた砂がこれらの粘着性のある表面を覆います。これは、ギリシャ語で「砂を運ぶ」ことを意味するpsammophoryとして知られる現象です。 砂のコーティングは、光が植物の表面に到達するのを制限する可能性がありますが、植物を摩耗から保護し、光を反射して葉の温度を下げる可能性もあります。 また、空腹の捕食者から植物を守ります。

数年前、私の同僚と私は 黄色い砂のバーベナを研究しました（アブロニアラティフォリア）カリフォルニア沿岸の植物。 葉や茎から砂をやさしく取り除くと、それらの葉や茎は、空腹のカタツムリ、毛虫、その他の草食動物に、砂のない葉や茎のXNUMX倍の割合で食べられました。

 カモフラージュが要因であるかどうかをテストするために、色付きの砂で覆われた葉。 エリック・ロプレスティ, のCC BY-SA

砂が植物をカモフラージュして保護しているのではないかと思いました。 XNUMX番目の実験では、バーベナの葉の一部を注意深く洗浄し、背景と一致しない色付きの砂で再コーティングしました。 砂の色は関係ないことがわかりました– 捕食者は砂で覆われた葉を同じ割合で食べました、背景と混ざり合っているかどうかに関係なく、砂を表示すると、カモフラージュとしてではなく、物理的な障壁として植物が保護されます。

口の部分をすり減らす

この結果は直感的に理解できます。結局のところ、栄養価が高いとしても、砂で覆われたものを誰が食べたいのでしょうか。 それでも私は何年にもわたって、非常に多くの草食性昆虫が実際に砂の葉を食べることを観察しました。 砂が彼らにどのような影響を与えるのだろうかと思ったので、一連の簡単な実験を行いました。

 きれいな葉を食べる毛虫の下顎骨（左）と、砂で覆われた葉を食べる毛虫の下顎骨（右）。 エリック・ロプレスティ, のCC BY-SA

私たちが毛虫に砂のない植物と砂で覆われた植物のどちらを食べるかを選択させたとき、 彼らは圧倒的に砂のない植物を食べることを選びました。 私たちが毛虫に選択の余地を与えなかったとき-一方のグループは砂の葉だけを手に入れ、もう一方のグループはきれいな葉を手に入れました-私たちは砂を食べる人の下顎または口の部分が著しくすり減っていることを観察しました。

 砂でコーティングされた葉を与えられた毛虫の腸内容物。 砂の粒がたくさんあることに注意してください。 エリック・ロプレスティ, のCC BY-SA

砂を食べる毛虫も 約10％ゆっくりと成長しました 砂のない葉を食べたものよりも、砂を摂取していたことが一因であると考えられます。

粘着性のある種子

砂地では、湿らせたときにべたつく種子を見つけることもよくあります。 そのような種子は粘液でコーティングされています。粘液は、水の存在下で粘着性の混乱になる単純な炭水化物です。 それらが乾いても、事実上無期限に再び粘着性になる可能性があります。 あなたはチアシードのこの現象に精通しているかもしれません–粘液はチアプリンにその独特の食感を与えるものです。

粘液でコーティングされた種子が砂に落ち、降雨や露で湿って乾燥すると、厚い砂のコーティングで覆われます。 この余分な重量 大工の蟻が種を巣に持ち帰って消費するのを難しくします.

砂で覆われた種子と裸の種子の除去率を測定できる給餌ステーションを作ることで、これを実証しました。 私たちがテストした53の植物種のほぼすべてで、 砂の種子は裸の種子よりもはるかにゆっくりと除去されました.

砂地での植物の粘着性は草食動物を止める障壁を作りますが、他の生息地ではそれは異なった働きをします。 たとえば、食虫植物の中には、粘着性を利用して獲物を捕まえるものがあります。

植物のあらゆる部分は、XNUMXつの場所に根ざしたまま、周囲の世界の課題に立ち向かわなければならないことによって、何百万年もかけて形作られています。 粘着性は、自然界の空腹の動物の猛攻撃を生き残るために植物がつまずいた何千もの戦略のXNUMXつです。

著者について

エリック・ロプレスティ、植物生物学、生態学、進化の助教授、 オクラホマ州立大学

この記事はから再公開されます 会話 クリエイティブコモンズライセンスの下で 読む 原著.

る