Питание насекомоядных растений
летающие к клеткам корней или же проникающие в них. Гаустории высасывают питательные вещества (прежде всего углеводы) из растения, и можно предполагать, что механизм этого явления также построен на базе Н + -помпы.
Высшие растения-паразиты, использующие готовые органические вещества, — это, как правило, высокоспециализированные однолетники или многолетники с редуцированными или полностью утраченными в ходе эволюции листьями, а часто и корнями. Имеются виды, совершенно лишенные хлорофилла и не способные к фотосинтезу. К ним относится, например, заразиха (Oriobanche), паразитирующая на корнях многих культурных растений. Ее семена прорастают лишь под влиянием корневых выделений растения-хозяина. Как только кончик зародышевого корня проростка соприкоснется с корнем хозяина, он преобразуется в гаусторию (присоску), начинающую выделять гидролазы, растворяющие клеточные стенки, и активно внедряющуюся в корень. В период роста и развития заразиха поглощает большое количество азотистых веществ, углеводов и минеральных элементов, особенно фосфора, а также воду из корней растений-хозяев. В растениях томатов, пораженных заразихой, содержание, например, белкового азота снижается в 3 раза, а Сахаров — в 16 раз. Другой пример корневого паразита — петров крест (Lathraea squamaria), паразитирующий на корнях деревьев и кустарников.
У вьющегося паразитного травянистого растения повилики (Cuscuta) нитевидные стебли с редуцированными листьями-чешуйками обвиваются вокруг стеблей растений-хозяев и присасываются к ним с помощью гаусторий. Гаустории повилики — преобразованные адвентивные (придаточные) корни. Они принимают форму диска, плотно прилегающего к коре растения-хозяина. Группа клеток из центральной части диска внедряется в коровую паренхиму растения-хозяина и достигает центрального цилиндра, откуда повилика получает воду, органические вещества и минеральные элементы. Проростки повилики, совершая ростовые вращательные движения, находят растение-хозяина, реагируя на градиент влажности и выделяемые им вещества (явление хемотропизма — см. 13.5.2).
К паразитным растениям относится и раффлезия, питающаяся соками корней тропических лиан. В тело жертвы она внедряется с помощью гаусторий, выделяющих целлюлазу и другие ферменты, разрушающие клеточные стенки. Всю свою жизнь раффлезия проводит в теле хозяина — под землей. Лишь ее цветки появляются на поверхности почвы. С помощью радиоактивной метки показано, что паразиты поглощают из тела хозяина в основном сахарозу, глутамииовую и аспарагиновую кислоты и их амиды.
В настоящее время известно свыше 400 видов покрытосеменных растений, которые ловят мелких насекомых и другие организмы, переваривают свою добычу и используют продукты ее разложения как дополнительный источник питания. Большинство из них встречается на бедных азотом болотистых почвах, есть эпифитные и водные ормы.
Ловчие механизмы. Листья насекомоядных растений трансформированы в специальные ловушки. Наряду с фотосинтезом они служат для поимки добычи. По способу ее ловли насекомоядные растения можно разделить на две большие группы.
При пассивном типе ловли добыча может а) прилипать к листьям, желёзки которых выделяют липкую слизь, содержащую кислые полисахариды (библис, росолист), или б) попадать в специальные ловушки в виде кувшинов, урн, трубочек, окрашенных в яркие цвета и выделяющие сладкий ароматный секрет (саррацения, гелиамфора, дарлингтония).
Для активного захвата насекомых используются: 1) приклеивание добычи липкой слизью и обволакивание ее листом или волосками (жирянка, росянка), 2) ловля по принципу капкана — с захлопыванием ловчих листьев над добычей (аль-дрованда, венерина мухоловка), 3) ловчие пузырьки, в которые насекомые втягиваются с водой благодаря поддерживаемому в них вакууму (пузырчатка).
Общим для всех типов ловчих приспособлений является привлечение насекомых с помощью полисахаридных слизей или ароматного секрета (нектара), выделяемых или самими ловчими аппаратами, или желёзками вблизи от ловушки. Быстрые движения ловчих органов, как правило, осуществляются путем изменений в них тургора и запускаются с помощью распространяющихся потенциалов действия в ответ на раздражение чувствительных волосков, вызванное движениями насекомого (см. 13.6.1).
Пищеварение. Попавшее в ловушку или приклеившееся к липкой поверхности листа насекомое переваривается под действием секрета многочисленных желёзок (рис. 7.1). Некоторые насекомоядные парализуют добычу алкалоидами, содержащимися в выделяемой слизи. Так, росянка выделяет алкалоид ко-нитин, парализующий насекомое. Липкая слизь, секретируемая стоячими, или стебельчатыми, желёзками насекомоядных растений, содержит много кислых полисахаридов, состоящих из ксилозы, маннозы, галактозы и глюкуроновой кислоты. Кислая реакция слизи обеспечивается и находящимися в ней органическими кислотами. Слизь, выделяемая стоячими желёзками, содержит ряд гидролаз, активных в кислой среде. Например, у жирянки в слизи содержится кислая амилаза.
Кислые слизистые выделения, азот- и фосфорсодержащие продукты распада стимулируют работу сидячих желёзок, которые начинают выделять кислоты (муравьиную, бензойную), а также протеазы и ряд других гидролаз. Довольно подробно изучена протеолитическая активность секрета у мухоловки. Большая часть протеаз из ее секрета относится к тиоловым протеазам, среди них — карбоксипептидаза, хитинолитическая активность. Кроме протеаз в секрете обнаружены кислая фос-фатаза и эстераза, а у некоторых видов насекомоядных — рибо-нуклеаза, липаза, а также пероксидаза.
Секреторные клетки насекомоядных растений имеют хорошо развитый ЭР и аппарат Гольджи, которые продуцируют большое количество секоета. Секре ия слизи, кислот и гидро-
Столбчатые (А) и сидячие (Б, В) железы листа росянки
лаз носит активный характер и зависит от дыхания. Дыхательные яды — арсенит, цианид, а также хлороформ прекращают процесс секреции и продуцирование пузырьков с секретом в аппарате Гольджи.
Всасывание продуктов распада осуществляется теми же желёзками, соединенными с проводящей системой, и происходит довольно быстро, что было показано на примере мухоловки с помощью метиленовой сини. Через 5 мин краска проникала в цитоплазму всех клеток головки желёзок. Количественный ультраструктурный анализ показал доминирующую роль сим-пласта в транспорте продуктов пищеварения у мухоловки. Из всего сказанного следует, что процесс пищеварения у насекомоядных растений осуществляется принципиально так же, как в желудке животных. В том и другом случае секретируются кислоты (НС1 — в желудке, муравьиная кислота — у насекомоядных растений). Кислая реакция пищеварительного сока уже сама по себе способствует перевариванию животной пищи, так как в ее клетках активируются кислые лизосомные гидролазы. Выделение секреторными пищеварительными желёзками гидролаз (протеаз, фосфатаз, эстераз и др.), имеющих оптимум активности в кислой среде, создает благоприятные условия для переваривания пищи. На принципиальное сходство процесса кислого внеклеточного пищеварения у животных и растений впервые указал Дарвин в книге «Насекомоядные растения»
Источник
Типы питания насекомых.
Источником питания насекомым служит разнообразный органический материал, как живой, так и мертвый. В соответствии с характером пищи можно выделить следующие группы:
- Сапрофаги – питаются мертвыми органическими веществами: любым разлагающимся субстратом (тараканы); гумусом или перегноем (ногохвостки), навозом (жуки – навозники), только мертвыми тканями растений (термиты), только мертвыми тканями животных (жуки – кожееды), падалью (мясные мухи).
- Фитофаги – питаются на живых растениях: листьями (саранча), минеры листьев (минирующие мухи образуют ходы или полости в паренхиме листа между обоими слоями эпидермиса); стволовые и корневые точильщики (жуки – точильщики), корнями растений (жуки – хрущи), галлообразователи (галлообразующие осы), соками растений (цикадки и тли), фруктами (дрозофилы), мицетофаги, питающиеся грибами (грибные мухи).
- Зоофаги – питающиеся и живущие на живых животных (паразиты). Живущие на теплокровных позвоночных (пухоеды и вши). Периодические паразиты позвоночных (кровососущие комары). Паразиты или хищники, питающиеся другими насекомыми (наездники).
- Галлообразователи. Вызывающие аномальное разрастание тканей или уродства у растений, и живущие внутри этих образований (галлов). Галлы могут возникать на листьях, почках, стеблях или корнях. Вероятно, образование галлов происходит под вредным действием различных веществ, в том числе и гормонов насекомого, которые попадают на растение со слюной галлообразователя.
- Паразиты. В зависимости от животных – хозяев различают две категории паразитов: Паразиты теплокровных позвоночных и паразиты насекомых и других беспозвоночных, например, пауков и червей.
Сезонные циклы.
- Интенсивное размножение.
- «Роение», или расселительный лет. Матка покидает старое гнездо, чтобы основать новое. Т.к. матки утратили способность собирать пищу, то они не могут в одиночку основать новую семью, их обязательно должны сопровождать рабочие пчелы из родительской семьи.
- Брачный полет, который характеризуется образованием семьи. Оплодотворенная самка подыскивает пригодное для жизни гнездо и начинает откладывать яйца в соты. В качестве провизии пчелы снабжают ячейки медом и пыльцой, которые и составляют пищу личинку. Оплодотворение происходит 1 раз, а яйца матка может откладывать 4 – 5 лет.
- Зимовка.
Источник
Питание насекомых
Как и все остальные живые организмы, насекомые не могут существовать без потребления пищи. Если попробовать разобраться, что служит им кормом, то даже при беглом обзоре основных представителей надкласса станет заметно, что у них самые разные вкусовые предпочтения. И это немудрено, ведь ученым известно более 1 млн видов, среди которых есть экземпляры с довольно странным рационом.
Рыжий таракан (Blatella germanica) — типичный эврифаг. Ест детрит, гниющую растительность, падаль, а также совершенно несъедобные на первый взгляд продукты, такие как воск, мыло и клей
На любой вкус
По типу питания выделяют три основные группы насекомых: хищники, фитофаги (поедающие растительность) и потребители мертвой органики. Последние две делятся еще на несколько подгрупп. Например, насекомые-фитофаги могут употреблять разные части растений: карпофаги — семена; филлофаги — листья; ксилофаги — древесину; ризофаги — корни. Любители отмершей органики также имеют свои особые предпочтения: сапрофаги едят гниющие субстраты, детритофаги — остатки растений, некрофаги — трупы животных, копрофаги — экскременты. Кроме того, есть так называемые эврифаги — им подходит любая пища без разбору.
Привереды и гурманы
Во многих отрядах есть виды, чья пищевая специализация невероятно узка. С одной стороны, эти насекомые выигрывают от отсутствия конкуренции, а с другой — они слишком зависят от наличия одногоединственного источника еды. Так, некоторые двукрылые, клопы и еще немногочисленная часть других насекомых (в том числе и бабочки!) в качестве основного пищевого ресурса предпочитают кровь. Другие, оставаясь фитофагами, сузили свой рацион буквально до одного-двух видов растений. Например, гусеницы бабочек-аполлонов питаются только растениями рода очиток, а один вид долгоносиков ест только зерна пшеницы или кукурузы.
Источник