Lihansyöjäkasvi: määritelmä, lajit, elinympäristöt ja ravinteiden saanti
Lihansyöjäkasvit ovat kasveja, jotka saavat osan ravinteista pyydystämällä ja sulattamalla pieniä eläimiä. Niitä kutsutaan usein hyönteissyöjäkasveiksi, koska yleisimmin saalista ovat hyönteiset, mutta jotkin lajit pystyvät pyydystämään myös muita selkärangattomia ja satunnaisesti pieniä selkärankaisia. Koska lihansyöjäkasvit täydentävät typpeä ja muita ravinteita eläinperäisellä ravinnolla, ne menestyvät usein paikoissa, joissa maaperä on ohutta tai köyhää — erityisesti happamissa, soiden ja kivikoiden kaltaisissa ympäristöissä, joissa typpeä on vähän. Tämän ilmiön ensimmäisiä systemaattisia tarkasteluita teki Charles Darwin, joka julkaisi aiheesta tunnetun teoksen "Insectivorous Plants" vuonna 1875.
Tämä kasvien kyky pyydystää eläimiä ja hyödyntää niiden ravinteita on todellista lihansyöntiä: useat lajit houkuttelevat ja pyydystävät saalista, tuottavat ruoansulatusentsyymejä tai käyttävät muiden hajotusta rajoittavien organismien apua ja ottavat saalistaan irti hyödyllisiä ravinteita. Niitä on yli kaksitoista sukua viidessä perheessä ja noin 625 erilaista lajia. Lisäksi useissa suvuissa on yli 300 lajia, joilla on joitakin mutta eivät kaikkia klassisia lihansyöjäkasvin piirteitä; nämä lajit luokitellaan usein protokarnivorisoiviksi kasveiksi eli osittain lihansyöjiksi.
Miten lihansyöjäkasvit pyydystävät saaliin?
- Ansa- tai suppilomaiset kuppikasvit (pitcher traps): esimerkiksi Nepenthes- ja Sarracenia-suvut. Ruumiilliset suppilot keräävät saaliin, joka liukastuu alas ja hajotetaan entsyymeillä tai hajottajien avulla.
- Liimakyynelansat (flypaper/sticky traps): kuten Drosera (kastelehdet), joiden lehdille erittyvä tahmea aine tartuttaa hyönteisen ja kasvissa olevat entsyymit sulattavat sen.
- Napsauttavat ansat (snap traps): tunnetuin esimerkki on Dionaea muscipula (hämähäkkikuus), jonka lehtien erikoistuneet osat sulkeutuvat nopeasti reagoiessaan saaliin kosketukseen.
- Imukurpaukset (bladder traps): Utricularia-suvun vesikasveilla on pieniä alipaineisia "pussukoita", jotka imaisemalla saaliin sisään pyydystävät vesieläimiä.
- Yhden suunnan putket (lobster-pot): jotkin lajit, kuten Genlisea, ohjaavat pieneliöt ja muut saaliit sisään putkimaisiin rakenteisiin, joista pakoonpääsy on vaikeaa.
Tärkeitä sukuja ja esimerkkejä
- Drosera (kastelehdet) – laaja ja monimuotoinen suku, levittäytyy sekä maalla että joissain tapauksissa rungoilla.
- Dionaea (Venuksen kouru) – kuuluisa napsauttava ansa.
- Nepenthes (tropiikin suppilojuuret) – monihaaraisia suppiloita, joiden sisällä voi elää myös pieniä eläimiä.
- Sarracenia, Heliamphora ja Cephalotus – etelä- ja pohjoisamerikkalaiset sekä australialaiset suppilolajit.
- Utricularia (imukot) – vesissä ja kosteikoissa elävät, erittäin nopeat imukurpaukset.
- Pinguicula (voi- tai rasvankukat) – liimaiset lehdet, jotka houkuttelevat saaliin.
- Aldrovanda – vesinen, pieni "vesipyydys", joka muistuttaa Dionaean napsauttavaa mekanismia.
Ravinteiden saanti ja aineenvaihdunta
Lihansyöjäkasvit fotosynteeraavat kuten muut kasvit, mutta ne käyttävät pyydystettyjen eläinten sisältämiä proteiineja ja muita yhdisteitä erityisesti typen ja fosforin saamiseksi. Ravinteet otetaan lehtien tai suppiloiden soluissa olevien kuljettajien avulla. Sulatus tapahtuu joko kasvin omien entsyymien (proteaasit, nukleaasit, fosfataasit ym.) välityksellä tai hajottajien — bakteerien ja sienten — avulla. Joissakin tapauksissa kasvi ja sen mikrobiyhteisö muodostavat toimivan yhdessä hajotuksen ja ravinteiden hyödyntämisen kannalta.
Ekologia ja elinympäristöt
Lihansyöjäkasveja esiintyy maailmanlaajuisesti trooppisista alueista kylmiin lauhkeisiin maakuntiin, mutta erityisesti paljon kosteus- ja valoilmiöitä tarjoavissa, ravinteessa köyhissä elinympäristöissä. Tyypillisiä kasvupaikkoja ovat soiden, kosteikkojen ja pientareiden alueet sekä happomat kalliopaljastumat. Joidenkin lajien elinkaari ja lisääntyminen on sidoksissa erityisiin hydrologisiin oloihin, ja monet lajit vaativat pysyvän kostean ympäristön.
Protokarnivoriset kasvit ja apuyhteistyö
On lajeja, jotka pyydystävät eläimiä mutta eivät eritä omia ruoansulatusentsyymejä tai eivät käytä saalista tehokkaasti — niitä kutsutaan protokarnivorisoiviksi. Joissakin tapauksissa kasvit luottavat symbioottisiin eläimiin tai mikro-organismeihin, jotka hajottavat saaliin ja vapauttavat ravinteita, joita kasvi sitten ottaa talteen (esim. Roridula- ja Nepenthes-lajien ja niiden kumppanikärpästen yhteisöt).
Ihmisen vaikutus, hoito ja suojelu
Monet lihansyöjäkasvit ovat uhanalaisia habitatin tuhoutumisen, soiden ojituksen, ilmastonmuutoksen ja keräilyn vuoksi. Suojelu vaatii elinympäristöjen säilyttämistä, kestävää hoitoa ja kansainvälistä yhteistyötä. Harrastajaviljelyssä kasvit menestyvät usein parhaiten, kun käytetään vähäravinteista kasvualustaa, puhdasta vettä (sadevettä tai tislattua vettä) ja vältetään lannoitusta, joka voi vahingoittaa niitä. Oikeat kasvuolot — valo, kosteus ja ilmanvaihto — vaihtelevat lajeittain.
Yhteenvetona: lihansyöjäkasvit ovat sopeutuneita, ekologisesti mielenkiintoisia kasveja, jotka täydentävät fotosynteettistä ravinnonottoaan eläinperäisillä ravinteilla ja muodostavat monimuotoisia suhteita ympäristöönsä. Niiden tutkimus on tarjonnut tärkeää tietoa kasvien sopeutumisesta niukkaravinteisiin ympäristöihin ja evoluutiohistoriasta — aiheesta, jota Darwinkin tarkasteli 1800-luvulla.
Heliamphora chimantensis -lajin alkukantaiset kannut ovat esimerkki sudenkuoppa-ansoista.
Drosera capensiksen tahmeat rauhaset ja lonkeroiden liike
Venuksen kärpäsloukku: osoittaa reaktion toiseen kosketukseen.
Pyydystysmekanismit
Hyönteissyöjäkasveilla on lehdet, jotka ovat kuin kannuja tai rakkoja, jotka pyydystävät hyönteisiä. Nykyään tunnetaan viisi erilaista pyyntitapaa.
- Kuoppapyydykset (kannukasvit) vangitsevat saaliin käärittyyn lehteen, jossa on ruoansulatusentsyymejä tai bakteereja.
- Kärpäsloukuissa käytetään tahmeaa limaa.
- Napsautusansat käyttävät lehtien nopeita liikkeitä.
- Virtsarakot imevät saaliinsa rakon avulla, joka tuottaa sisäisen tyhjiön.
- Hummeripyydykset pakottavat saaliin liikkumaan kohti ruoansulatuselintä, jossa on sisäänpäin suuntautuvia karvoja.
Nämä ansat luokitellaan aktiivisiksi tai passiivisiksi. Triphyophyllum on jäkälä (trooppisten metsien kiipeilijä). Sillä on kolmenlaisia lehtiä. Tarvittaessa se kasvattaa pitkiä lehtiä. Nämä ovat passiivisia "kärpäspapereita", jotka kätkevät limaa. Kasvin lehdet eivät kasva tai liiku vastauksena liikkuvaan saaliiseen. Auringonkastia Drosera on puolestaan aktiivinen kärpäspaperi. Kaikki aurinkokastanjalajit pystyvät liikuttamaan tahmeaa lonkeroaan vastauksena kosketukseen. Lonkerot ovat hyvin herkkiä ja taipuvat kohti lehden keskustaa, jotta hyönteinen saisi kosketuksen mahdollisimman moneen varsirauhaseen. Darwinin mukaan pienen hyttysen jalkojen kosketus yhdellä lonkerolla riittää aiheuttamaan tämän vasteen. Tämä auttaa saaliin kiinniottoa ja ruoansulatusta.
Venuskärpäsloukku, Dionaea muscipula, on yksi hyvin pienestä joukosta kasveja, jotka pystyvät liikkumaan nopeasti. Kun hyönteinen tai hämähäkki ryömii pitkin lehtiä ja koskettaa karvaa, ansa sulkeutuu vain, jos se koskettaa toista karvaa kahdenkymmenen sekunnin kuluessa ensimmäisestä kosketuksesta. Kahden kosketuksen laukaisulla vältetään energian tuhlaaminen kohteisiin, joilla ei ole ravintoarvoa.
Rajatapaukset
Lihansyöjäkasvin on houkuteltava, tapettava ja sulatettava saalista. Sen on myös hyödyttävä saaliin sulattamisesta. Useimmissa tapauksissa tämä tuottaa aminohappoja ja ammoniumioneja. Joissakin tapauksissa kasvit pyydystävät saaliin, mutta eivät sulata sitä. Pikemminkin ne ovat symbioosissa toisen organismin kanssa, joka syö saalista. Yksi tällainen tapaus on Roridula-lajin aurinkokastikka, joka muodostaa symbioosin salamurhaajahyönteisen kanssa. Ötökät syövät loukkuun jääneet hyönteiset. Kasvi hyötyy ötökän ulosteiden ravinteista.
Evoluutio
Fossiilisia lihansyöjäkasveja on löydetty vain vähän, ja silloinkin yleensä siemeninä tai siitepölynä. Lihansyöjäkasvit ovat yleensä yrttejä, joissa ei ole puuta tai kuorta. Todellinen lihansyönti on todennäköisesti kehittynyt itsenäisesti ainakin kuusi kertaa.
Joidenkin mielestä kaikilla ansatyypeillä on samanlainen perusrakenne - karvainen lehti. Karvaiset lehdet keräävät ja pidättävät sadevesipisaroita, mikä edistää bakteerien kasvua. Hyönteiset laskeutuvat lehdelle, jäävät kiinni veden pintajännitykseen ja tukehtuvat. Bakteerit alkavat hajottaa hyönteistä ja vapauttavat ravinteita ruumiista. Kasvi imee sitten ravinteet lehtiensä kautta. Tätä "lehtiruokintaa" esiintyy monissa ei-ruoansyöjäkasveissa. Kasveilla, jotka pystyivät paremmin pidättämään vettä ja hyönteisiä, oli siis valikoiva etu. Sadevettä voidaan pidättää kuppimalla lehtiä, mikä johtaa loukkuihin. Vaihtoehtoisesti hyönteisiä voidaan pyydystää tekemällä lehdestä tahmeampi, mikä johtaa kärpäspaperiansoihin.
Taiteilijan näkemys Archaeamphorasta, varhaisimmasta tunnetusta lihansyöjäkasvista.
Kysymyksiä ja vastauksia
K: Mitä ovat lihansyöjäkasvit?
V: Lihansyöjäkasvit ovat kasveja, jotka saavat ravinteita pyydystämällä ja syömällä eläimiä, yleensä hyönteisiä.
K: Miksi lihansyöjäkasvit voivat kasvaa paikoissa, joissa maaperä on ohutta tai ravinneköyhää?
V: Lihansyöjäkasvit voivat kasvaa paikoissa, joissa maaperä on ohut tai ravinneköyhä, koska ne saavat osan ravinnostaan eläimistä.
K: Kuka kirjoitti ensimmäisen tunnetun kirjan lihansyöjäkasveista ja milloin se kirjoitettiin?
V: Charles Darwin kirjoitti ensimmäisen tunnetun kirjan lihansyöjäkasveista vuonna 1875.
K: Mitä on todellinen lihansyöjäkasvi?
V: Todellinen lihansyönti on kasvien kyky pyydystää eläimiä saadakseen ravinteita.
K: Kuinka monta lihansyöjäkasvien sukua ja lajia on olemassa?
V: Lihansyöjäkasveja on yli kaksitoista sukua ja noin 625 lajia.
K: Mitä ovat protokarnivoriset kasvit?
V: Protokarnivoriset kasvit ovat kasveja, joilla on joitakin mutta ei kaikkia lihansyöjäkasvien ominaisuuksia.
K: Mitä lihansyöjäkasvit tekevät, kun ne ovat saaneet saaliinsa saaliiksi?
V: Lihansyöjäkasvit tuottavat ruoansulatusentsyymejä ja käyttävät pyydystämästään saaliista saadut ravinteet.
