Rośliny są organizmami niezdolnymi do przemieszczania się. Kiedy środowisko zmienia się na ich niekorzyść, nie mogą po prostu uciec. A jednak mają możliwość zasiedlania nowych terenów i reagowania na zmiany klimatu. "To nasiona umożliwiają roślinom taką reakcję" - zwraca uwagę w rozmowie z PAP prof. Bogdan Jaroszewicz z Białowieskiej Stacji Geobotanicznej Uniwersytetu Warszawskiego.

Tłumaczy on, że istnieją gatunki roślin, które inwestują wiele zasobów w to, by wytworzyć mięsiste, pożywne owoce, atrakcyjne dla zwierząt. Kiedy zwierzę zjada owoc - zjada też zwykle nasiona. A one - jeśli są w stanie przetrwać w układzie pokarmowym zwierząt - przenoszone są na duże odległości.

"Jest jednak sporo gatunków roślin, których owoce wcale nie są atrakcyjne dla zwierząt, np. strąki, mieszki, łuszczynki, w większości suche i małe. A mimo to zwierzęta połykają je i przenoszą zawarte w nich nasiona na duże odległości" - mówi prof. Jaroszewicz.

Przypomina on, że w latach 80. XX wieku amerykański badacz Daniel Janzen sformułował hipotezę "foliage is the fruit", co w prostym tłumaczeniu oznacza "liść jest jak owoc". Zgodnie z nią u niektórych roślin nie produkujących atrakcyjnych owoców, liście - oprócz tego, że są fabryką energii dla rośliny, mogą też pełnić inną ważną funkcję: przywabiać zwierzęta. "Zachęcają więc: zjedz mnie, a razem ze mną - moje nasiona" - przybliża tę ideę botanik.

Problem w tym, że hipoteza ta nie doczekała się eksperymentalnego potwierdzenia. Zespół, którym kierował prof. Jaroszewicz, złożony z badaczy z Polski (UW, Uniwersytet w Białymstoku, Instytut Biologii Ssaków PAN) i Francji (Universite Grenoble Alpes) postanowił więc sprawdzić, czy są rośliny, które ewolucyjnie przystosowały się do tego, by rozprzestrzeniać swoje nasiona w odchodach zwierząt kosztem tego, że cała roślina (liście, pędy) jest zjadana przez zwierzę. Wyniki badań ukazały się w "Acta Oecologica".

KTÓRE ROŚLINY KUSZĄ: "ZJEDZ MNIE!"

Jest kilka warunków, które musi spełnić roślina, aby brać ją pod uwagę w tych badaniach. Liście tych roślin powinny być atrakcyjne żerowo, nasiona powinny być niewielkie, w miarę kuliste, licznie produkowane - i powinny móc przetrwać podróż przez układ pokarmowy (a z przeżuwaczami jest trudna sprawa - mają przecież czterokomorowe żołądki!).

To nie wszystko. Zespół badawczy założył, że jeśli roślina przystosowała się ewolucyjnie do bycia rozprzestrzenianą (kosztem tego, że jest zjadana), to im więcej jej liści zjada zwierzę - tym więcej jej nasion powinno się znaleźć w odchodach. No bo żadna korzyść z tego, że zwierzę zjada liście, a nie zjada nasion.

Poza tym w skali roku szczyt konsumpcji liści tej rośliny przez zwierzęta powinien być związany ze szczytem liczebności nasion w odchodach. Roślina powinna być więc przystosowana do tego, by zwiększać atrakcyjność swoich liści wtedy, kiedy wydaje nasiona.

CO ZJADŁY ŁOSIE

Aby sprawdzić, czy chociaż niektóre rośliny faktycznie posługują się takimi strategiami, badacze zbadali próbki ponad 600 odchodów łosi (zbieranych w różnych porach roku). Z tych odchodów najpierw pobrano niewielkie próbki do badań nad obecnością DNA roślin (tzw. metabarcoding środowiskowy). Odchody można bowiem poddać szczegółowym badaniom i rozpoznać DNA obecne tam w niestrawionych resztkach roślin zjedzonych przez zwierzę. Dzięki temu naukowcy dowiadują się m.in., jakie rośliny i w jakich proporcjach wchodzą w skład diety danego zwierzęcia. Resztę odchodów - po wymieszaniu ze sterylną glebą - umieszczono w szklarni, by sprawdzić, jakie gatunki roślin wyrosną z obecnych w odchodach nasion. Po czym zestawiono ze sobą wyniki uzyskane obiema metodami.

Dzięki badaniom naukowcy stwierdzili obecność w odchodach łosi ponad 180 gatunków roślin. Ponad 130 gatunków wykiełkowało z nasion obecnych w odchodach, a 150 gatunków wykryto metodą metabarcodingu (O dziwo niewiele z tych gatunków – niecałe 20 proc. - wykryto jednocześnie w obu metodach, co pokazuje, że żadna z nich z osobna nie daje pełnej informacji o diecie zwierzęcia).

Spośród siedmiu gatunków roślin, które były obecne - i liczne - w wielu próbach (co umożliwiło wiarygodne statystyczne testowanie hipotezy), trzy gatunki mogą potwierdzić słuszność hipotezy "liść jest jak owoc". Są nimi: pokrzywa zwyczajna, tojeść pospolita oraz krwawnica pospolita. Im więcej liści tych roślin zjadały łosie, tym więcej z ich odchodów wystarało siewek.

W przypadku pokrzywy zależność była jeszcze silniejsza. Liście pokrzywy dostępne są przez cały sezon wegetacyjny - od wczesnej wiosny do późnej jesieni. Jednak (sądząc po obecności DNA w odchodach) jedzeniem tej rośliny łosie były najbardziej zainteresowane we wrześniu i październiku - wtedy, kiedy pokrzywa wydaje nasiona. "Ona prawdopodobnie 'potrafi' wtedy zwiększać swoją atrakcyjność pokarmową. A może raczej: zmniejszać nieatrakcyjność" - żartuje prof. Jaroszewicz. Jak zaznacza, choć pokrzywy mogą odstraszać zwierzęta parzącymi liśćmi - to mają wysokie własności odżywcze (nie bez powodu stosuje się je jako paszę).

Jaki mechanizm fizjologiczny powoduje, że pokrzywy smakują łosiom akurat jesienią - na razie nie wiadomo.

Prof. Jaroszewicz podkreśla jednak, że łoś nie jest najlepszym gatunkiem do testowania hipotezy "liść jest jak owoc”, bo są to zwierzęta głównie pędożerne: gros ich diety stanowią liście i pędy drzew i krzewów, mających inne strategie rozsiewania nasion. "Lepszym obiektem do badań w tym zakresie byłyby np. żubry - mówi badacz. - Żubry w większym stopniu odżywiają się trawami i innymi roślinami zielnymi, a to właśnie głównie ich dotyczy hipoteza sformułowana przez Janzena".

PAP – Nauka w Polsce, Ludwika Tomala

lt/zan/