เสื้อคลุมทรายเป็นเกราะที่มีประสิทธิภาพ เอริก โลเพรสตี, CC BY-SA

ลองนึกภาพพื้นผิวของพืช หลายคนอาจนึกถึงความเป็นยางเรียบของพืชในบ้านเขตร้อนหลายชนิดหูของลูกแกะที่อ่อนนุ่มอย่างไม่น่าเชื่อหนามแหลมของกระบองเพชรหรือความหยาบของเปลือกไม้ แต่ความเหนียวในความรู้สึกของกระดาษติดกับนิ้วของคุณอาจไม่ได้อยู่ที่ด้านบนสุดของรายการของคุณ

อย่างไรก็ตามจำนวนมาก พืชมีวิวัฒนาการใบเหนียวลำต้นและเมล็ดพืชรวมถึงพืชบางชนิดที่คุณน่าจะรู้จักเช่นพิทูเนียและยาสูบ

ในชีววิทยาวิวัฒนาการลักษณะที่มีการพัฒนาหลายครั้งเป็นสิ่งที่น่าสนใจเนื่องจากแสดงให้เห็นว่าลักษณะนี้ซ้ำแล้วซ้ำอีกให้ประโยชน์บางอย่าง ในขณะที่ผู้คนสังเกตเห็นและพูดคุยถึงลักษณะที่แปลกประหลาดนี้เป็นเวลาหลายปี นักชีววิทยาอย่างฉัน ในที่สุดก็เริ่มเข้าใจว่าความเหนียวมีไว้เพื่ออะไรและทำไมพืชหลายชนิดถึงมีมัน

ทรายและความเหนียว

พืชเหนียวเป็นที่แพร่หลาย พบได้ในพื้นที่เขตอบอุ่นและเขตร้อนในที่เปียกและแห้งและในป่าทุ่งนาและเนินทราย ในแต่ละสภาพแวดล้อมเหล่านี้ความเหนียวจะทำหน้าที่แตกต่างกันบ้าง

ฉันชอบเนินทรายตามธรรมชาติไม่ว่าจะเป็นทะเลทรายที่แห้งแล้งหรือตามแนวชายฝั่งที่สวยงามและความเหนียวก็มีฟังก์ชั่นที่น่าสนใจสำหรับพืชในสถานที่เหล่านี้ ทรายที่ขยับได้นำเสนอสภาพแวดล้อมที่ท้าทายสำหรับพืช - ลมพ่นทรายอาจมีการฝังศพและการขาดการกักเก็บน้ำเป็นเพียงไม่กี่อย่าง

ที่น่าสนใจหลายร้อย พันธุ์ไม้ในเนินทรายมีการพัฒนาพื้นผิวที่เหนียวแนะนำยูทิลิตี้ในที่อยู่อาศัยนั้น Windblown ทรายเคลือบพื้นผิวเหนียวเหล่านี้ซึ่งเป็นปรากฏการณ์ที่เรียกว่า psammophory ซึ่งแปลว่า "การแบกทราย" ในภาษากรีก แม้ว่าการเคลือบด้วยทรายอาจ จำกัด แสงไม่ให้ส่องถึงพื้นผิวของพืช แต่ก็มีแนวโน้มที่จะปกป้องพืชจากการเสียดสีและสะท้อนแสงช่วยลดอุณหภูมิของใบ นอกจากนี้ยังปกป้องพืชจากผู้ล่าที่หิวโหย

ไม่กี่ปีที่ผ่านมาฉันและเพื่อนร่วมงาน ศึกษาเวอร์บีน่าทรายสีเหลือง (อะโบรเนีย ลาติโฟเลีย) พืชในชายฝั่งแคลิฟอร์เนีย. เมื่อเราเอาทรายออกจากใบและลำต้นอย่างเบามือใบไม้และลำต้นเหล่านั้นจะถูกกินโดยหอยทากหนอนผีเสื้อและสัตว์กินพืชอื่น ๆ ในอัตราสองเท่าของใบและลำต้นที่เป็นทราย

 ใบไม้ที่ปกคลุมด้วยทรายสีเพื่อทดสอบว่าลายพรางเป็นปัจจัยหรือไม่ เอริก โลเพรสตี, CC BY-SA

เราสงสัยว่าทรายอาจปกป้องพืชโดยการพรางตัว ด้วยการทดลองครั้งที่สองเราทำความสะอาดอย่างระมัดระวังและเคลือบใบเวอร์บีน่าอีกครั้งด้วยทรายย้อมสีที่ไม่เข้ากับพื้นหลัง มันกลายเป็นสีของทรายไม่สำคัญ - นักล่ากินใบไม้ที่ปกคลุมด้วยทรายในอัตราเดียวกันไม่ว่าพวกมันจะกลมกลืนไปกับพื้นหลังหรือไม่ก็ตาม - การแสดงทรายปกป้องพืชในฐานะอุปสรรคทางกายภาพแทนที่จะเป็นลายพราง

สวมชิ้นส่วนปากลง

ผลลัพธ์นี้ให้ความรู้สึกโดยสัญชาตญาณ - ใครอยากกินอะไรที่ปกคลุมด้วยทรายแม้ว่ามันจะมีคุณค่าทางโภชนาการ? แต่ฉันสังเกตเห็นในช่วงหลายปีที่ผ่านมาว่าแมลงที่กินพืชเป็นอาหารจำนวนมากกินใบไม้เป็นทราย ทำให้ฉันสงสัยว่าทรายอาจมีผลกระทบอย่างไรเราจึงทำการทดลองง่ายๆหลายชุด

 ขากรรไกรล่างของหนอนผีเสื้อที่กินใบไม้ที่สะอาด (ซ้าย) เทียบกับขากรรไกรล่างที่สึกหรอของใบไม้ที่ห่อหุ้มด้วยทราย (ขวา) เอริก โลเพรสตี, CC BY-SA

เมื่อเราให้หนอนผีเสื้อเป็นตัวเลือกระหว่างการกินพืชที่ไม่มีทรายและพืชที่มีทรายปกคลุม พวกเขาเลือกกินพืชที่ปราศจากทรายอย่างท่วมท้น. เมื่อเราให้หนอนผีเสื้อไม่มีทางเลือก - กลุ่มหนึ่งได้รับเพียงใบทรายอีกกลุ่มหนึ่งได้ใบที่สะอาดเราสังเกตเห็นขากรรไกรล่างหรือส่วนปากของตัวกินทรายอย่างเห็นได้ชัด

 เนื้อหาในลำไส้ของหนอนผีเสื้อที่เลี้ยงด้วยใบเคลือบทราย สังเกตเห็นเม็ดทรายจำนวนมากที่มีอยู่ เอริก โลเพรสตี, CC BY-SA

หนอนกินทรายก็เช่นกัน เติบโตช้าขึ้นประมาณ 10% เราสงสัยว่าส่วนหนึ่งเป็นเพราะพวกมันกลืนทรายเข้าไป

เมล็ดเหนียว

ในบริเวณที่เป็นทรายมักจะพบเมล็ดที่เหนียวเมื่อชุบน้ำ เมล็ดเหล่านี้เคลือบด้วยเมือกซึ่งเป็นคาร์โบไฮเดรตเชิงเดี่ยวที่เมื่อมีน้ำจะกลายเป็นคราบเหนียว แม้ว่ามันจะแห้งไปก็สามารถกลับมาเหนียวได้อีกโดยแทบจะไม่มีกำหนด คุณอาจคุ้นเคยกับปรากฏการณ์นี้ในเมล็ดเจีย - เมือกคือสิ่งที่ทำให้พุดดิ้งเจียมีเนื้อสัมผัสที่โดดเด่น

เมื่อเมล็ดที่เคลือบด้วยเมือกตกลงไปในทรายได้รับการชุบน้ำฝนหรือน้ำค้างแล้วทำให้แห้งเมล็ดจะถูกห่อหุ้มด้วยทรายเคลือบหนา น้ำหนักที่เพิ่มขึ้นนี้ ทำให้มดช่างไม้ขนเมล็ดกลับไปที่รังเพื่อบริโภคได้ยาก.

เราแสดงให้เห็นโดยการสร้างสถานีให้อาหารซึ่งเราสามารถวัดอัตราการกำจัดของเมล็ดที่ปกคลุมด้วยทรายและเมล็ดเปล่าได้ ในเกือบทั้งหมด 53 ชนิดของพืชที่เราทดสอบ เมล็ดทรายถูกกำจัดออกช้ากว่าเมล็ดเปล่า.

ในขณะที่ความเหนียวของพืชในพื้นที่ที่เป็นทรายจะสร้างอุปสรรคในการหยุดยั้งสัตว์กินพืช แต่ในถิ่นที่อยู่อื่น ๆ ก็ทำงานแตกต่างกันไป ตัวอย่างเช่นพืชที่กินเนื้อเป็นอาหารบางชนิดใช้ความเหนียวในการจับเหยื่อ

พืชทุกชนิดมีรูปร่างเป็นเวลาหลายล้านปีโดยต้องเผชิญหน้ากับความท้าทายของโลกรอบตัวในขณะที่ยังคงฝังรากอยู่ในที่เดียว ความเหนียวเป็นหนึ่งในกลยุทธ์หลายพันชนิดที่พืชสะดุดเพื่อเอาชีวิตรอดจากการโจมตีของสัตว์ที่หิวโหยในธรรมชาติ

เกี่ยวกับผู้เขียน

Eric LoPresti ผู้ช่วยศาสตราจารย์ด้านชีววิทยาพืชนิเวศวิทยาและวิวัฒนาการ มหาวิทยาลัยรัฐโอคลาโฮ

บทความนี้ตีพิมพ์ซ้ำจาก สนทนา ภายใต้ใบอนุญาตครีเอทีฟคอมมอนส์ อ่าน บทความต้นฉบับ.

ไอเอ็นจี