У плотоядных растений имеется шесть основных механизмов захвата (с репрезентативными родами или видами):
- Клей
- Липучка ( Pinguicula )
- Неподвижные щупальца ( Byblis , Drosophyllum , Roridula , Triphyophyllum )
- Подвижные щупальца ( Drosera )
- Ловушка
- Открытое пространство с водоемом ( Nepenthes , Heliamphora , Cephalotus , Brocchinia , Catopsis , Sarracenia purpurea и S. rosea )
- Закрытый водоем или его отсутствие (большинство Sarracenia, Darlingtonia )
- Омаровая миска ( Darlingtonia , Sarracenia psittacina )
- Ловушка для голубей ( Genlisea, Sarracenia psittacina )
- Щелчок ( Дионея , Альдрованда )
- Всасывание ( Utricularia )
Некоторые сложные ловушки имеют несколько механизмов.
Самый простой механизм ловли — липкая ловушка. Листья Pinguicula , похожие на липкую бумагу , имеют специализированные железы на коротких стеблях, которые выделяют липкую слизь, которая ловит мелких существ. Железы расположены на стеблях, чтобы сам лист не задыхался в слизи, пока ждет добычу.
Листья-ловушки с щупальцами по своей функции похожи на листья, похожие на липкую бумагу, за исключением того, что щупальца обеспечивают более длинную хватку, чтобы зацепить любого прохожего. Смолистая слизь Drosophyllum , Roridula и Triphyophyllum хорошо работает в сухой и очень влажной среде. Более тонкие слизистые щупальца Byblis и Drosera хорошо работают во влажной болотистой среде. Щупальца Drosophyllum , Roridula , Triphyophyllum и Byblis не двигаются и функционируют исключительно как механизм ловли. За исключением Roridula, у них есть отдельные железы на поверхности листьев, которые выделяют пищеварительные ферменты в более тонкой слизи. Roridula полагается на клопов-хищнецов для своего пищеварения. Щупальца Drosera многофункциональны. Они цепляют добычу, двигаются, чтобы привести как можно больше щупалец в соприкосновение с добычей и покрыть ее слизью, и выделяют пищеварительные ферменты. Щупальца, а также железы на поверхности листа поглощают питательные вещества из добычи.
Ловушки-ямки — это листья, преобразованные в ямкообразные структуры. Хищники из рода Бромелиевых ( Brocchinia и Catopsis ) — самые простые ловушки-ямки, в которых основание завитка листьев запечатывается, образуя чашу для сбора воды. Добыча соскальзывает по листьям в бассейн у основания и тонет. У других плотоядных с ловушками-ямками листья сильно изменены, и каждый лист представляет собой отдельную ловушку. Ловушки могут иметь нектарники, яркие цвета или цветочный запах для привлечения добычи. Ловушки могут иметь волоски, чтобы направлять добычу к отверстию ловушки или заставлять добычу падать в ловушку. Край ловушки обычно скользкий, а внутренняя часть ловушки восковая. Ловушки с открытым бассейном имеют лужи воды, в которых топят жертв. Высокие, тонкие ловушки Sarracenia имеют лишь небольшое количество свободной воды, если вообще имеют ее, и по сути морят свою добычу голодом. Большинство ловушек-ямок имеют капюшоны, чтобы не допустить попадания дождя. Растение определяет количество воды в ловушке и будет закачивать или откачивать ее по мере необходимости. Листья также могут регулировать pH воды и выделять пищеварительные ферменты.
Darlingtonia и Sarracenia psittacina имеют ловушку, похожую на ловушки, используемые для ловли омаров. У ловушки для омаров есть вход, который добыча может легко найти снаружи и войти, но вход трудно найти или выйти изнутри. Оказавшись внутри, если добыча найдет вход или поймет его, она может легко уйти. У Darlingtonia и Sarracenia psittacina есть темное отверстие, в то время как в остальную часть ловушки проникает свет через белые клетки, называемые ареолами. Ориентирующаяся на свет добыча, как правило, не находит вход и оказывается в ловушке или голубиной ловушке на листе.
Растения Genlisea встречаются в воде или насыщенной водой почве. Их основная добыча — простейшие. Добыча попадает в ловушку, проталкиваясь сквозь направленные внутрь волоски. Попав внутрь ловушки, они не могут выбраться обратно через волоски. Так работают ловушки для голубей, за исключением того, что вместо волосков используются тонкие металлические стержни. Sarracenia psittacina использует похожую концепцию, когда волоски в горлышке ловушки позволяют добыче двигаться только в одном направлении, сами знаете куда.
Самая драматичная ловушка — защелкивающаяся ловушка Dionaea muscipula и Aldrovanda vesiculosa . Ямка, ловушка для омаров и голубиная ловушка статичны. Элементы ловушек из мухоловки могут двигаться, но они движутся слишком медленно, чтобы люди могли воспринимать движение в реальном времени. Всасывающие ловушки движутся слишком быстро, чтобы увидеть действие. Но защелкивающиеся ловушки оставляют мало места для воображения. Добыча попадает в ловушку, касается волосков-спусковых крючков, и вы видите, как ловушка очень быстро охватывает добычу. В отличие от защелкивающихся ловушек, сделанных людьми, эта защелкивающаяся ловушка сгибает половинки ловушки, чтобы захватить добычу. Ловушка закрывается, почти взрывным образом расширяя клетки на внешней поверхности листа. Вы можете убедиться в этом, заметив, что до срабатывания ловушки каждая половинка листа плоская. После срабатывания половинки сжимаются. Затем ловушка медленно запечатывает и переваривает добычу, снова открываясь, когда она будет готова.
Утверждается, что самым сложным листом растения на этой планете является всасывающая ловушка Utricularia . Ловушки готовятся к работе, выкачивая воду из герметичной ловушки, создавая то, что считалось бы вакуумом, если бы в ней был воздух. При срабатывании они работают так быстро, что самые скоростные видеокамеры показывают добычу снаружи ловушки в одном кадре и уже втянутую внутрь в следующем кадре. Оказавшись внутри, добыча переваривается, и ловушка перезаряжается.
— John Brittnacher
Более подробное обсуждение см. в следующих статьях и статьях, на которые они ссылаются.
Нолан, Гарри (1978) О стратегиях добычи пищи плотоядными растениями: II. Биологический стимул против механического стимула в быстро движущихся периферических щупальцах вида Drosera burmanni . Carniv. Pl. Newslett. 7(3):79-81 ( PDF )
Уильямс, Стивен Э. (1980) Как венерины мухоловки ловят пауков и муравьев. Carniv. Pl. Newslett. 9(3):65,75-78 ( PDF ) часть 1
Уильямс, Стивен Э. (1980) Как венерины мухоловки ловят пауков и муравьев. Carniv. Pl. Newslett. 9(4):91,100 ( PDF ) часть 2
Элзинга, Гленн и Джон Д. Биб и Рэндалл Ван Драгт (1983) Фотографическое исследование быстрого движения стебельчатых желез капской росянки Drosera capensis . Carniv. Pl. Newslett. 12(3):69-73 ( PDF )
Катагири, Ёсиаки (1984) Движение листовой пластинки Drosera prolifera . Carniv. Pl. Newslett. 13(2):52-53 ( PDF )
Studnicka, Miloslav (2003) Дальнейшая проблема в Генлисийской ловушке распутана?. Carniv. Pl. Newslett. 32(2):40-45 ( PDF )
Волкова, Полина А. и Шипунов, Алексей Б. (2009) Естественное поведение росянки : росянки не ловят насекомых намеренно. Carniv. Pl. Newslett. 38(4):114-120 ( PDF )
Листья Sarracenia psittacina — сложные ловушки. В части ловушки для омаров добыча попадает в отверстие ловушки, но не может найти выход, потому что она ориентируется на свет, проходящий через белые ареолы. Ловушка также имеет вторичный механизм захвата голубиной ловушки, где тонкое основание имеет перекрывающиеся волоски, заставляющие добычу спускаться только вниз по листу, где она переваривается.
Внутри ловушки Sarracenia psittacina , разрезанной пополам по длине. Обратите внимание на темную пигментацию вокруг отверстия в части ловушки, которая является ловушкой для омаров, и на направленные внутрь волоски в части листа, которая является ловушкой для голубей.
Лист Dionaea muscipula — это защелкивающаяся ловушка. Обратите внимание на три спусковых волоска на каждой половине внутренней поверхности ловушки. Ловушка имеет нектарные железы примерно там, где красный цвет переходит в зеленый в этой ловушке.
Листья-ловушки всасывания Utricularia inflata .
У Utricularia нет корней. То, к чему прикреплены ловушки, — это стебли. Если есть какие-либо структуры, похожие на обычные листья, то это модифицированные стебли.
Эта муха-сирфида живет опасно. Растение — гибрид Sarracenia ‘Ladies in Waiting’ с типичной ловушкой-ловушкой. Муха — полезное насекомое, личинки которого питаются тлями, а взрослые особи питаются нектаром, обычно из цветов. Здесь она пьет нектар, выделяемый вокруг устья ловушки.
Сеянец Genlisea violacea , демонстрирующий ловушку для голубей в форме вилки. Белая ловушка на самом деле представляет собой сильно модифицированный свернутый подземный лист. Вам понадобится микроскоп, чтобы увидеть механизм ловушки. «Желудок» находится рядом с зелеными листообразными структурами.
Внутри ловушки Genlisea lobata x G. violacea , разрезанной пополам по длине. Добыча движется только справа налево. Изображение из Plachno, JB, Kozieradska-Kiszkurno, M., Swenatek, P., Darnowski, WD (2008) Привлечение добычи у плотоядных Genlisea . Acta Biol. Cracov., Ser. Bot. 50:87-94.
Лист Pinguicula gigantea с остатками грибных комариков. Этот скользкий липкий лист — пример липкой ловушки. Плотоядные растения обычно имеют протеазы для переваривания белка, но не содержат хитиназы для переваривания экзоскелета насекомых.
Крупный план листа Pinguicula gigantea , на котором видны стебельчатые железы, покрытые росой. Роса не вырабатывается на самой поверхности листа.
Раскрытие листа Drosera binata . Полностью открытый лист — эффективная клейкая ловушка с росистыми щупальцами.
Лист Nepenthes hamata . Это пример ловушки-ямки с бассейном с водой на дне. Помимо «зубцов» наверху ловушки, внутренняя поверхность покрыта воском, который загрязняет лапки насекомых, так что они не могут выбраться. Вы можете увидеть нектар, блестящий между «зубцами». Ловушка также имеет нектарные железы на нижней стороне крышки, чтобы привлекать добычу, которая попадает в ловушку.