Tre arter av icke-fotosyntetiska växter förlitar sig huvudsakligen på kamelsyrsor för att sprida sina frön, enligt ny forskning från projektdocent Suetsugu Kenji (Kobe University Graduate School of Science). Dessa fynd publicerades den 9 november i onlineupplagan av Ny fytolog .

De flesta icke-fotosyntetiska växter har mycket små frön som kan spridas av vinden som dammpartiklar. Dock, vissa aklorofylla växter växer i skogarnas mörka underberättelse och har övergett beroendet av vinden för spridning av frön. I den här studien, Professor Suetsugu undersökte fröspridningsmetoden för tre sådana växter:Yoania amagiensis, Monotropastrum humile och Phacellanthus tubiflorus. Han identifierade kamelsyrsan som deras främsta fröspridare, det första beviset på att kamelsyrsor användes för att sprida fröer i de blommande växterna.

Det mest kända exemplet på insektsbärare är myror, men myrorna äter inte fröna:de bär dem till sina bon i underkäken. Insekter som bär frön genom att äta dem är mycket sällsynta. Ett exempel är New Zealand weta, men detta är ett specialfall:normalt skulle denna roll tas av däggdjur, men i Nya Zeeland är de enda inhemska däggdjuren fladdermöss.

Professor Suetsugus studie genomfördes i staden Fuji, Shizuoka, där de undersökte metoderna för fröspridning för tre arter av icke-fotosyntetiserande växter (figur 1). De fann att fåglar och däggdjur, vanligtvis ansvarig för att bära dessa frön, visade inget intresse för frukterna av dessa växter. Under tiden, ryggradslösa djur, speciellt kamelsyrsorna åt regelbundet av frukterna (figur 3). Dock, att äta frukterna skiljer sig från att vara bärare – fröna måste också bevaras oskadda i avföringen. Forskaren fångade kamelsyrsor, kontrollerade om de utsöndrade fröna hela, och hittade många intakta frön.

De tre undersökta växtarterna (Y. amagiensis, M. humile och P. tubiflorus) är alla icke-fotosyntetiserande arter. De kan överleva i en becksvart livsmiljö, och finns främst i skogsbotten utom räckhåll för solljus. Habitatet för de tre arterna som undersöktes denna gång har mycket begränsat vindflöde, så de växter som behövs för att utveckla frukt och förlita sig på djurbärare. Dock, dessa parasitära växtarter har inte resurser att avvara, så de kan inte skapa attraktiva frukter fulla av näringsämnen som skulle tilltala fåglar och däggdjur. Det näst bästa alternativet var att använda vandrande insekter som skulle äta frukter av låg kvalitet. (Faktiskt, den japanska fältmusen, en populär fröbärare, märkte dessa frukter, men det försökte inte äta dem.)

Insekter har inte betraktats som inre fröbärare tidigare eftersom på grund av den lilla storleken på deras kroppar och underkäkar, man trodde att de tuggade upp fröna. Dock, fröna från icke-fotosyntetiserande växter är extremt små, så att de kan passera genom matsmältningssystemet oskadda (figur 3).

Y. amagiensis, M. humile och P. tubiflorus tillhör familjen Ericaceae, familjen Orchidaceae och familjen Orobanchaceae. De är väldigt olika arter, och de övergav var och en fotosyntes som en del av sina oberoende evolutionära mönster. Med andra ord, tre icke-relaterade icke-fotosyntetiserande växter har utvecklats oberoende av varandra för att förlita sig på insektsbärare för spridning av frö. Detta tyder på att det evolutionära steget att ge upp fotosyntesen (och de egenskaper som åtföljer den - små fröstorlekar, flytten till en mörk skogsbotten med ineffektiv vindspridning) har gjort det möjligt för dem att ockupera en unik biologisk nisch.

Dessa fynd visar att det evolutionära steget med förlust av fotosyntes inte bara är en förlust av funktioner genom förlust av kloroplast:det förändrar dramatiskt växtens förhållande till andra organismer. Genom att fortsätta studera växter som inte fotosyntetiserar, vi planerar att klargöra de förändringar som ägde rum under processen att göra det extrema valet att ge upp fotosyntesen.