Растения паразиты тип питания

Особенности растений-паразитов

Растения-паразиты – это растения, полностью или частично живущие за счёт питательных веществ живых организмов. Растения-паразиты есть как среди низших, так и среди высших растений, в том числе цветковых. Грибы, водоросли и бактерии паразитируют на растениях, животных, человеке, часто являясь возбудителями инфекционных болезней.

Цветковые растения-паразиты паразитируют главным образом на высших растениях, в том числе на культурных (подсолнечнике, томатах, табаке и др.), снижая их урожай. Факультативные растения-паразиты могут существовать как за счёт чужеядности (паразитизма), так и используя другие способы питания (например, фотоавтотрофный). Другие источники питания используют иногда и облигатные растения-паразиты (растения-полупаразиты являются одновременно и чужеядными и фототрофными организмами; петров крест — одновременно и растение-паразит и растение-хищник). Растения-паразиты или внедряют в ткани организма-хозяина только гаустории, служащие для извлечения пищи (эктопаразиты, например мучнисторосяные грибы, из цветковых паразитов — заразиха) повилика), либо полностью или главным образом развиваются в тканях растения-хозяина и выходят на поверхность его тела только для размножения (эндопаразиты — раффлезиевые).

Повилика. Фото: David Eickhoff

Растения-паразиты появились в процессе эволюции от случайных особей паразитов и развивались от факультативных форм к облигатному паразитизму. Это происходило на фоне потери способности к сапрофитному либо автотрофному питанию и возникновения приспособлений к питанию за счет другого организма хозяина. Структурные элементы организма растения-паразита, благодаря которым осуществлялось автотрофное питание, постепенно трансформировались в органы чужеядного питания. Так, кончики корней покрытосеменных растений преобразовались в гаустории.

При паразитировании на других организмах у отдельных растений изменилось течение развития. У высокоспециализированных растений-паразитов, относящихся к цветковым растениям, в развитии происходят метаморфозы, обусловленные трансформацией их организации в ходе онтогенеза. Определенные группы растений имеют более сложные формы паразитизма. Аллелопаразитизм – это явление взаимного паразитизма покрытосеменного растения и эндотрофной микоризы гриба, как у грушаиковых, орхидных, т.д. Эпипаразитизм представляет собой «тройной паразитизм», когда микотрофное цветковое растение потребляет питательные вещества из растущих рядом хвойных деревьев, благодаря взаимодействию с общим для них микоризным грибом (подъельником).

Далеко не все паразиты могут приносить пользу, большинство из них просто использует хозяина для выживания. Но, как показывают новые исследования, и тут не все просто. Группа ученых под руководством профессора Neelima Sinha из Калифорнийского университета в процессе изучения повилики, растения-паразита, обнаружили нечто странное, сообщает пресс-служба университета.

Оказалось, что молекулы РНК из растения-хозяина проходят в повилике на высоту до 30 сантиметров от места соединения растений.
Растения часто используют молекулы РНК для передачи сообщений между разными частями. В 2001 году этой же группой ученых была показана возможность распространения РНК от привитой части растения и соответствующее изменение формы листьев всего растения. Также специфичные молекулы РНК используются для борьбы с вирусами.

Перехват этих РНК сообщений, скорее всего, необходим паразиту для синхронизации собственной жизнедеятельности с жизнедеятельностью хозяина. К примеру, ему необходимо точно знать время цветения растения-хозяина, чтоб успеть зацвести и размножиться до того, как хозяин погибнет.
Ученые надеются, что смогут использовать открытый механизм для уменьшения вреда, наносимого паразитами, или даже для их убийства.

Ярко выраженный паразит — раффлезия Арнольда (Rafflesia arnoldii), питающаяся соками корней тропических лиан. Вегетативное тело ее, напоминающее мицелий с гаусториями, все погружено в подземные органы хозяина. Снаружи располагается только цветок, самый крупный в мире (диаметром около метра). Другой пример — повилика (Cuscuta). Подземных корней она не образует, а ее побеги обвивают стебли жертв и присасываются к ним с помощью дисков, плотно прилегающих к коре хозяина. Группа клеток из центральной части диска внедряется в проводящие ткани хозяина, откуда получает воду, минеральные и органические вещества. Проростки повилики находят жертву, совершая ростовые вращательные движения. При этом они хемотропически реагируют на выделяемые хозяином вещества и на градиент влажности. Паразитируют повилики на побегах многих диких и культурных растений (лен — Linum, клевер — Trifolium, люцерна — Medicago, ива — Salix, крапива — Urtica и др.). А у заразихи (Orobanche) семена прорастают только под влиянием корневых выделений жертвы. Соприкоснувшись с корнем хозяина, кончик корня проростка паразита преобразуется в присоску, начинает выделять гидролазы, растворяющие клеточные стенки, и активно внедряется в жертву. В период роста заразиха поглощает из корней хозяина воду и большое количество углеводов, азотистых веществ и минеральных элементов (особенно фосфор). Так, в пораженных ею томатах (Lycopersicon) содержание белкового азота снижается в 3 раза, а сахаров — в 16 раз.

Раффлезия. Фото: James Gagen

В природных фитоценозах массовой гибели хозяев от растений-паразитов обычно не наблюдается, так как эти виды прошли длительный путь коэволюции. Но если сопряженной эволюции паразита и хозяина не было, то результатом их совместного выращивания может стать быстрая гибель растений-хозяев. Так произошло в России в начальный период возделывания завезенного из Америки подсолнечника (Helianthus annuus). Он был массово поражен заразихой, паразитировавшей ранее на полынях (Artemisia) и не приносившей им особого вреда. На родине у подсолнечника такого врага не было и защитных свойств против такого воздействия не выработалось.

Кроме настоящих паразитов, полностью утративших способность к фотосинтезу, имеются еще растения-полупаразиты (автотрофные паразиты), сохраняющие нормальные зеленые листья, но заменяющие почвенное питание паразитическим. Они образуют присоски, внедряющиеся в ткани корней или ветвей хозяина. Имея хлорофилл, полупаразиты осуществляют нормальный фотосинтез, а у хозяев берут в основном воду и элементы минерального питания. Потому в отличие от паразитов они неспецифичны и могут иметь десятки видов хозяев. Среди цветковых растений полупаразитов насчитывается более 2,5 тыс. видов из 11 семейств. Особенно много их среди ремнецветных (почти 1 000 видов), норичниковых (около 500 видов), санталовых (около 430 видов).

Понятно, что паразиты могли появиться, лишь когда на Земле были уже другие живые существа. Приспособление к паразитическому образу жизни среди зеленых цветковых растений шло, по-видимому, определенными ступенями. На первой ступени стоят такие полупаразиты, как иван-да-марья и погремок, еще мало чем отличающиеся от обычных зеленых растений. Значительно усилился паразитизм у растений, подобных омеле: у них еще есть зеленые листья и стебли, но вместо корней образовались присоски. Еще дальше ушли от самостоятельно питающихся растений паразиты типа заразихи и петрова креста: у них хотя и остался стебель с листьями, но уже нет хлорофилла и пищу они получают полностью от растения-хозяина. Крайний тип паразитизма среди цветковых растений — раффлезия. Из прежних органов у нее остался лишь цветок, все остальное тело превратилось в клеточные нити, внедрившиеся между клетками растения-хозяина и похожие на мицелий гриба.

Питание растений-паразитов.

Подобно тому, как голодный комар пронзает кожу своей жертвы и питается её кровью, так и растение-паразит присасывается к тканям другого растения и извлекает из них воду и питательные вещества. Большинство паразитов прикрепляются к корневой системе растения-хозяина, хотя некоторые из широко известных — включая омелу и повилику — обычно предпочитают ветви или стебли.

После того, как растение обосновалось, оно пускает в ход своё основное оружие — специальную напоминающую корни структуру — гаустории (от лат. «пить»). Гаустории проникают под покровные ткани растения-хозяина и принимаются поглощать питательные вещества, циркулирующие по его внутренним тканям.

Видимые и невидимые паразиты.

Такие известные растения — паразиты, как омела и повилика, очень заметны, более того, они сразу бросаются в глаза. Однако есть и такие, которые годами благоденствуют, не подавая и намёка на своё существование.

Самый удивительный пример такого невидимого паразита — тропическое растение раффлезия. Вместо того чтобы закрепиться на корнях или стеблях другого растения, раффлезия живёт целиком внутри него, пронизывая его своими нитями так, что даже специалисты с трудом различают их ткани. Когда же раффлезия наконец обнаруживает себя, зрелище оказывается весьма внушительным — на поверхности появляется огромный, дурно пахнущий цветок, самый большой на свете — до 1м в диаметре.

Одно из самых обычных растений-паразитов — повилика начинает свою жизнь весьма необычно. Её семя прорастает в почве и выпускает нежный побег, как и бесчисленное множество других растений. Но на этом сходство заканчивается — молодой стебелёк, быстро вытягиваясь, совершает круговые движения, пока не соприкоснётся с каким-нибудь соседним растением. Если оно оказывается подходящим, стебелёк повилики обвивается вокруг него, проникая внутрь своими гаусториями. После закрепления этот первый стебель повилики засыхает и обламывается, связь повилики с почвой прерывается, и отныне она становится полностью зависимой от растения-хозяина.

У одного растения повилики десятки, если не сотни, метров стеблей с бесчисленными гаусториями.

Растения-паразиты – группа покрытосеменных цветов и трав. В процессе эволюции они утратили способность к фотосинтезу. Из-за невозможности вырабатывать энергию и образовывать органические соединения для своего питания паразиты живут за счет растений-хозяев. Связь с ними осуществляется через гаустории – мутировавшие корни. Ими растения-паразиты прикрепляются к «жертве», чтобы питаться ее соками. Отрастают гаустории либо из зародышевого корня, либо из тканей стебля паразита.

Классификация

Среди растений, которые живут и питаются за счет своих жертв, есть паразиты и полупаразиты. Основное различие между ними состоит в том, что первые (облигатные) погибают без хозяина, а вторые (факультативные) свободно могут существовать самостоятельно, но при возникновении необходимости находят хозяев и начинают питаться их соками.

Облигатные

Все растения-паразиты имеют одно общее свойство – они питаются за счет доноров. Разные виды могут отличаться способами поглощения полезных веществ, поэтому делятся на 2 вида: стеблевые и корневые. Ярким представителем стеблевых растений-паразитов можно назвать:

Заразиха малая

Только в пределах РФ насчитывается около 40 разновидностей этого растения, 5 из которых являются губительными для сельскохозяйственных культур. Заразиха относится к корневым паразитам. Этот сорняк поражает корни подсолнухов, томатов, конопли и табака.

Заразиха – самое большое семейство корневых облигатных паразитов. Род Оrobanche в сравнении с другими ветвями этой группы отличается разнообразием видов (известно около 120). Обусловлено такое многообразие обширным ареалом распространения и широким диапазоном растений-доноров. Паразитируют представители заразиховых и на дикорастущих, и на культурных представителях флоры, а также на сорняках. На комнатных растениях такие паразиты не обитают.

К наиболее вредоносным паразитам относятся следующие виды заразихи:

  • Оrobanche Cumana;
  • Оrobanche ramosa;
  • Оrobanche aegyptiaca;
  • Оrobanche lutea;
  • Оrobanche mutellii.

Перечисленные представители рода заразиховых паразитируют в основном на таких сельскохозяйственных культурах, как картофель, подсолнух, томат, капуста, табак, арбуз, тыква, дыня. При чрезмерном заражении почвы семенами этого паразита на одно растение-донор может приходиться больше 200 цветоносов заразихи.

Этот сорняк не имеет хлорофилла и корней. Зато у него есть длинные гибкие стебли, которыми паразит обвивает стебель жертвы и внедряется в него. Исторической родиной растения является Африка и тропическая Америка. С течением времени этот паразит распространился почти по всему земному шару. Повилика легко приспосабливается к новым условиям и беспощадно уничтожает любые виды растений. Эту паразитическую траву характеризует высокая плодовитость и жизнеспособность.

В природе существует больше 100 разновидностей повилики, но самая вредоносная для наших широт – это полевая, льняная и клеверная. Она высасывает из растения-донора соки до тех пор, пока полностью его не иссушит.

Еще один представитель корневых паразитов – это петров крест, относящийся к семейству норичниковых. Царь-трава (второе название) распространена в российских лесах. Петров крест имеет обесцвеченные стебли с односторонними кистями лилово-пурпурных цветков. Они появляются над поверхностью земли ранней весной. Через непродолжительное время стебель отмирает, а корневая система продолжает жить под землей.

Интересно, что первые 10-15 лет своей жизни петров крест проводит под землей. В этот период идет активное развитие его корневой системы, которая в конечном итоге приобретает форму креста. Цветы растение выпускает только после того, как корень полностью сформирован.

Свое название петров крест получил в далекие времена. Крестообразный корень ассоциировался у верующих с крестом, на котором был распят апостол Петр. По преданию, язычники распяли его вниз головой за веру в Христа. Петров крест паразитирует на корнях лесных кустарников и деревьев (ольха, липа, бук, орешник, черёмуха).

Растительный мир весьма разнообразен и самый интересный его представитель – огромный цветок-паразит, обитающий в дождевых лесах о. Суматра. Размер раффлезии может достигать 1 метра в диаметре, стебля и листьев у него нет. Цветок питается, выпуская нити, на концах которых имеются присоски. Ими он прикрепляется к своим жертвам и сосет из них соки и полезные вещества.

Несмотря на красивый внешний вид раффлезии, любоваться ею лучше издалека. Цветок источает запах гнилого мяса на большое расстояние. Из-за этого раффлезия получила свое второе название – трупная лилия. Таким способом растение привлекает насекомых-падальщиков для размножения. На гнилостный «аромат» слетаются мухи и опыляют цветок. После этого в растении образуется твердый плод с семенами внутри.

Через некоторое время цветок погибает и начинает разлагаться. Плод с семенами остается, и распространить их помогают уже крупные животные, которые проходя мимо раффлезии, раздавливают плод. Семена цветка прилипают к ногам животных и разносятся по лесу. Из огромного количества семян выживают и дают жизнь новому цветку лишь 1-2 штуки.

Факультативные

Яркий представитель факультативных паразитов на территории России – омела – шарообразное растение-полупаразит. В южных регионах этот многолетний кустарник селится на ветвях тополей. Омела – вечнозеленый кустарник, отличающийся от паразитов тем, что не потерял способность к фотосинтезу, в его листьях содержится хлорофилл. А вот питательные вещества и воду он добывает, запуская корни-присоски в ткани растения-донора.

Омела имеет много разновидностей, но почти все они паразитируют за счет деревьев. При этом один и тот же вид кустарника-полупаразита может приспосабливаться к существованию на разных породах.

Существуют определенные подвиды омелы, возможности паразитирования которых ограничиваются каким-то одним деревом. Например, сосновая или можевелоядник. Эти виды не паразитируют на лиственных деревьях. Если можжевеловую омелу поселить на яблоне, кустарник начнет постепенно убивать ее, и в конечном итоге погибнет вместе со своим донором.

Отношение к консументам

Консументы — это организмы, которые питаются за счет готовых веществ. Различают 4 основных порядка консументов. Но все они, даже паразиты комнатных растений (тли, паутинные клещи), относятся к животному миру. Поэтому растения-паразиты, хоть они и питаются за счет соков деревьев, кустарников и сельскохозяйственных культур, к консументам не относятся.

Существуют в природе и плотоядные цветы, например венерина мухоловка. Они питаются различными насекомыми. Некоторые из них могут являться эпифитами, поскольку живут на растениях, но паразитами их считать нельзя, ведь полезные вещества они находят самостоятельно. Насекомоядные растения относятся к отряду хищников.

Яркий пример эпифита – орхидея. Многие цветоводы-любители ошибочно считают эти цветковые растения паразитами, но в действительности это не так. Большинство видов орхидных живет на растениях, но не питается их соками. Дикие представители этих цветов обитают на деревьях и пнях, покрытых мхом. Эпифиты используют растения, на которых растут в качестве опоры. Питание они получают из веществ, собирающихся на поверхности древесной коры.

Close-up of orchid flowers

Идеальный состав субстрата для цветов из семейства орхидных – это отмершая кора, перепревшие листья, мертвые насекомые. Некоторые виды орхидей могут жить даже внутри расщелин скал и в пещерах. Это прямое доказательство того, что цветок не является паразитом, ведь в каменных скалах для живого растения не содержится питательных веществ. Есть несколько разновидностей орхидей, которые растут на почве, как и многие другие цветы.

Растения паразиты не были бы так интересны, если бы не тот ущерб, который они наносят сельскохозяйственным и садовым культурам. Самый опасный вредитель среди них – это повилика. Она способна уничтожить как посевы зерновых, так и кустарники, и даже деревья. В этой связи на сельскохозяйственных угодьях и приусадебных участках необходима борьба с ней. При незначительном поражении культурные растения удаляют из почвы вместе с повиликой. Если же паразит успел распространиться, его скашивают вместе с поврежденными культурами или обрабатывают 1% раствором раундапа. В этом случае растение-донор погибает вместе со своим паразитом, но такие меры помогают очистить почву от сорняка и его семян к будущему году.

Источники: http://biofile.ru/bio/5056.html, http://xstud.ru/21395/biologiya/rasteniya_parazity, http://oparazitah.com/raznovidnosti/vidy-i-osobennosti-rastenij-parazitov.html

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *