"Самый неприступный": Системы защиты от паразитов и хищников. Критерии оценки защищенности с примерами. Задача ТЮБ-2022. Челяб.обл.

ЗАДАЧА №6 «САМЫЙ НЕПРИСТУПНЫЙ»

Системы защиты от паразитов и хищников. Критерии оценки защищенности с примерами. Какими особенностями должно обладать максимально защищённое растение. С какими проблемами столкнётся организм, как их преодолеть?

Системы защиты существуют непосредственные и опосредованные.

Непосредственные связаны собственно с анатомо-физиологическими особенностями самого растения, такие как:

- Шипы и колючки: видоизменения листьев, прилистников, прицветников, выросты коры

- Клетки эпидермы содержат или выделяют специальные вещества: кремнезём, восковидный кутин

- Трихомы железистые (содержат алкалоиды и фитонциды, эфирные масла)

- Млечный сок в млечниках

- Специализированная окраска и форма листа (разные пигменты, этиолированные участки, пятнистость, схожесть с другими организмами - мимикрия)

- Выделение веществ нектарниками, отпугивающих животных фитофагов

Опосредованная защита – эта защита через каких-либо агентов:

- выделение веществ-аттрактантов, привлекающих насекомых-энтомофагов, поедающих насекомых-фитофагов

- симбиоз с конкретным видом животных

Критерии оценки:

- У многих растений есть механическая защита – шипы, колючки. Но этого недостаточно, т.к. эмергенцы могут быть не на всей поверхности стебля или листьев растений. Примеры: Малина, ежевика, роза, шиповник. Листья у кактусов, Прилистники боярышника и барбариса;

- У некоторых растений в эпидерме существуют идиобласты, заполненные эфирными маслами, которые при затрагивании растения быстро улетучиваются из цистерн. Вещества- репелленты. Как зверобой отпугивает копытных. Недостаток в том, что некоторые животные-фитофаги никак на это не реагируют и всё равно поедают и листья, и корни, и семена. Примеры растений: Петрушка, горчица, тмин;

- Масла и смолы, растворённые в эфирных маслах у крапивы, например, конечно немногим животным по вкусу. Но есть и нечувствительные к крапиве насекомые;

- Танины накапливаются к старости растения, поэтому животные поедают только молодые побеги, не трогая старые, где больше танинов. Полынь. Дикие животные вообще не едят полынь. Домашние едят и болеют(терпены для овец)

- Смолы в смоляных ходах у хвойных. Также не всем по вкусу. Животные из-за этого не могут есть жёсткую смолистую хвою. Но, в природе есть животные, которые питаются и этим жёстким материалом (клёст);

- Млечники в коре и листьях молочайных и фикусов, при повреждении выделяют ядовитое молочко, которое и обеззараживает рану и отпугивает листогрызов и закупоривает рану, застывая на воздухе; Пример: Фикус Бенджамина, Фикус каучуконосный, молочай канделябровидный. У молочая, например, есть и колючки и едкое молочко. Уже два способа защиты будут поэффективнее одного.

- Яды и токсины, содержащиеся в соке растений защищают от поедания млекопитающими. Вех ядовитый, наперстянка, аконит и многие другие растения считаются очень ядовитыми. Но они ведь цветут и это не мешает насекомым переносить пыльцу и не подвергаться отравлению. Паслёновые содержат соланин, семечки розоцветных - цианиды. Чтобы животные, питающиеся плодами, не переварили семя.

- Симбиозы с насекомыми тоже не особенно защищают растения.

- Есть аттрактанты- вещества, которые выделяют растения, чтобы привлечь насекомых-энтомофагов, чтобы те съели фитофагов. Повреждённые гусеницами совок растения выделяют сигнальные вещества, привлекающие животных, питающихся совками. Растения: Томаты, огурцы, кукуруза.

- Экстрафлоральные нектарники привлекают хищников и паразитов, которые едят фитофагов. Сам нектар вырабатывается не для питания зоофильных видов, а для привлечения ос и других врагов галлообразователей и листогрызов. Вяз выделяет аттрактант листьями до того, как выведутся гусеницы листогрызущих насекомых.

Все системы защиты, связанные с насекомыми кажутся ещё менее надёжными, вдруг энтомофагов не будет поблизости?

- Мимикрия литопсов под камни тоже не всегда их спасает.

Вывод: в любой системе защиты растения есть свои плюсы и минусы. Конечно, самые узкие места у ядовитых и шиповатых – это проблемы с опылением и распространением семян. У сильно ядовитых растений, как у той же марцинеллы яблоки далеко не падают, соответственно трудней переселиться в новые территории. У тех, кто зависит от энтомофагов проблема с наличием энтомофагов, кто реппелент – тоже может быть съеден. Поэтом у системы защиты эффективны лишь в комплексе.

Мы придумали такое растение, которое могло бы расти в австралийской пустыне – Серпентина зефирантес.

У него и эмергенцы, и млечный сок, и репелленты, и лигнин, и листья, похожие на змей, и симбиоз с жуками…А из недостатков – кто же к такому чудищу подойдет для опыления? Поэтому опыляются ветром. Но плюс в том, что семена летят на большие расстояния.