Drie soorten niet-fotosynthetische planten vertrouwen voornamelijk op kameelkrekels om hun zaden te verspreiden, volgens nieuw onderzoek van Project Associate Professor Suetsugu Kenji (Kobe University Graduate School of Science). Deze bevindingen zijn op 9 november gepubliceerd in de online editie van Nieuwe fytoloog .

De meeste niet-fotosynthetische planten hebben zeer kleine zaadjes die als stofdeeltjes door de wind kunnen worden verspreid. Echter, sommige bladgroenplanten groeien in de donkere onderlaag van bossen, en hebben de afhankelijkheid van de wind voor zaadverspreiding opgegeven. In dit onderzoek, Professor Suetsugu onderzocht de methode van zaadverspreiding voor drie van dergelijke planten:Yoania amagiensis, Monotropastrum humile en Phacellanthus tubiflorus. Hij identificeerde de kameelkrekel als hun belangrijkste zaadverspreider, het eerste bewijs dat kameelkrekels werden gebruikt voor zaadverspreiding in de bloeiende planten.

Het bekendste voorbeeld van insectendragers zijn mieren, maar de mieren eten de zaden niet:ze dragen ze naar hun nesten in hun kaken. Insecten die zaden dragen door ze te eten, zijn zeer zeldzaam. Een voorbeeld is de Nieuw-Zeelandse weta, maar dit is een speciaal geval:normaal gesproken zou deze rol worden ingenomen door zoogdieren, maar in Nieuw-Zeeland zijn de enige inheemse zoogdieren vleermuizen.

De studie van professor Suetsugu werd uitgevoerd in de stad Fuji, Shizuoka, waar ze de zaadverspreidingsmethoden onderzochten voor drie soorten niet-fotosynthetiserende planten (figuur 1). Ze ontdekten dat vogels en zoogdieren, meestal verantwoordelijk voor het vervoeren van deze zaden, toonde geen interesse in de vruchten van deze planten. In de tussentijd, ongewervelden, vooral de kameelkrekels aten regelmatig de vruchten (figuur 3). Echter, het eten van de vruchten is iets anders dan een drager zijn - de zaden moeten ook ongedeerd in de uitwerpselen worden bewaard. De onderzoeker ving kameelkrekels, gecontroleerd of ze de zaden heel uitscheidden, en vond veel intacte zaden.

De drie onderzochte plantensoorten (Y. amagiensis, M. humile en P. tubiflorus) zijn allemaal niet-fotosynthetiserende soorten. Ze kunnen overleven in een pikzwarte habitat, en zijn voornamelijk te vinden in de bosbodem buiten het bereik van zonlicht. Het leefgebied van de drie onderzochte soorten heeft een zeer beperkte windstroom, dus de planten moesten fruit ontwikkelen en afhankelijk zijn van dierlijke dragers. Echter, deze parasitaire plantensoorten hebben geen middelen over, dus ze kunnen geen aantrekkelijk fruit vol voedingsstoffen creëren dat vogels en zoogdieren zou aanspreken. De volgende beste optie was om zwervende insecten te gebruiken die fruit van lage kwaliteit zouden eten. (In feite, de Japanse veldmuis, een populaire zaaddrager, merkte deze vruchten op, maar hij probeerde ze niet op te eten.)

Insecten zijn nog niet eerder als interne zaaddragers beschouwd, omdat vanwege de kleine omvang van hun lichaam en kaken, men dacht dat ze de zaden kauwden. Echter, de zaden van niet-fotosynthetiserende planten zijn extreem klein, zodat ze ongedeerd het spijsverteringsstelsel kunnen passeren (figuur 3).

Y. amagiensis, M. humile en P. tubiflorus behoren respectievelijk tot de familie Ericaceae, de familie Orchidaceae en de familie Orobanchaceae. Het zijn heel verschillende soorten, en ze verlieten elk de fotosynthese als onderdeel van hun onafhankelijke evolutionaire patronen. Met andere woorden, drie niet-verwante niet-fotosynthetiserende planten hebben zich onafhankelijk ontwikkeld om te vertrouwen op insectendragers voor zaadverspreiding. Dit suggereert dat de evolutionaire stap van het opgeven van fotosynthese (en de bijbehorende kenmerken – kleine zaadgroottes, de verhuizing naar een donkere bosbodem met ineffectieve windverspreiding) hebben hen in staat gesteld een unieke biologische niche te bezetten.

Deze bevindingen laten zien dat de evolutionaire stap van verlies van fotosynthese niet alleen een verlies van functies is door verlies van chloroplast:het verandert de relatie van de plant met andere organismen drastisch. Door planten te blijven bestuderen die niet fotosynthetiseren, we zijn van plan om de veranderingen te verduidelijken die plaatsvonden tijdens het proces van het maken van de extreme keuze om de fotosynthese op te geven.