Sėklų sklaida: apibrėžimas, platinimo būdai ir evoliucinė reikšmė

Sužinokite apie sėklų sklaidą: platinimo būdai, vėjo, vandens ir gyvūnų vaidmuo bei evoliucinė reikšmė augalų išlikimui ir įvairovei.

Sėklų sklaida - tai būdas, kuriuo sėklos iš motininio augalo patenka į naują vietą. „Dispersija“ reiškia plitimą arba sklaidą. Pagrindinė idėja yra tokia: augalai, įleidę šaknis, negali judėti, tad evoliuciškai yra naudinga, kad jų sėklos būtų išprašytos iš tėvinio augalo. Jei sėklos įsišaknyja netoliese, jos konkuruos tarpusavyje ir su motininiu augalu. Be to, rūšis turi daugiau galimybių išlikti, kai jos nariai plačiai paplitę, nes vietinės nelaimės palieka likučių kitose vietose.

Nuo pirmųjų sausumos augalų atsiradimo silūro periode per 300 mln. metų iki apatinės kreidos beveik visas sporų ir sėklų pernešimas vyko mechaniniu būdu. Daugumos rūšių augalų tiek apvaisinimas, ir tiek sklaida bendravo su vėjo pagalba arba per vandenį. Dideli pokyčiai įvyko kreidoje atsiradus žydintiems augalams, kai atsirado naujos sąveikos su gyvūnais.

Gėlių ir vabzdžių istorija yra vienas geriausių koevoliucijos pavyzdžių. Suakmenėjusių vabalų ir musių žarnyno turinys, sparnų struktūros ir burnos dalys leidžia manyti, kad jie veikė kaip ankstyvieji apdulkintojai. Vabalų ir žiedinukų ryšys apatinės kreidos laikotarpiu lėmė lygiagrečią žiedinukų ir vabzdžių radiaciją viršutinėje kreidoje. Žiedų evoliucija viršutinėje kreidoje rodo, kad prasidėjo hymenopterų ir dygiažiedžių augalų mutualizmas.

Tai, kas pasakytina apie apvaisinimą, pasakytina ir apie sklaidą. Sporos, smulkūs žemesniųjų augalų produktai, beveik visada išsklaidomos vėjo. Taip pat ir daugelis sėklų. Kai kurios sėklos ir vėliau iš jų išsivystę vaisiai yra akivaizdžiai „prisitaikę“ prie pasaulio, kuriame pilna gyvūnų. Jei jos išsisklaido valgomos, joms naudinga, kad būtų maistingos ir tinkamos valgyti. Taigi, sporos, sėklos ir vaisiai gali pasklisti mechaniškai arba dėl gyvūnų:

Sėklų sklaidos būdai (pagrindinės kategorijos)

• Anemochorija (vėjo pagalba) – sėklos ar vaisiai turi sparnelius, plaušelius arba pūkus, kurie leidžia joms pasiekti didesnius atstumus. Pavyzdžiai: dobilų, erškėčių, pušų ar samanų sėklos su plaukeliais ar sparneliais.
• Hydrochorija (vandens pagalba) – sėklos arba plūduriuojantys vaisiai plaukioja upėmis, ežeruose ar jūroje. Pavyzdys: kokoso riešutas gali plaukti per vandenyną ir nusileisti kitame krante.
• Zoohorija (gyvūnų pagalba) – apima kelis variantus:
  • Endozoochorija – gyvūnai suvalgo vaisius, sėklos praeina per virškinimo traktą ir išmetamos toliau. Daug tropinių medžių, uogų ir krūmų sklaida taip vyksta.
  • Epizoochorija – sėklos prikimba prie gyvūnų kailio ar plunksnų (kabliukai, kuokšteliai, lipnios apnašos). Pavyzdys: utėlės, kaštonų ar vilnonių augalų sėklos.
  • Myrmecochorija – sklaida per skruzdėles. Daugelio rūšių sėklos turi elaiosomą (riebų apnašą), kuri pritraukia skruzdėles; jos nuneša sėklas į savo lizdus, valgo apnašą ir palieka sėklą saugioje vietoje.
• Barochorija (gravitacija) – sėklos paprasčiausiai nukrinta ir šalia nusėda. Kai kurios vaisių konstrukcijos leidžia sėkloms riedėti toliau nuo tėvinio augalo.
• Ballochorija (mechaninis arba sprogstamasis išbarstymas) – vaisius ar sėkladėžė „sprogo“ ar staigiai atsidarė, išmetant sėklas į aplinką. Pavyzdys: saulėgrąžos, jonažolės, kai kurios pupinių atstovės.
• Antropochorija (žmogaus veikla) – tiesioginis arba netiesioginis sėklų plitimas per žemės ūkį, transportą, sodininkystę, laivus ir kt. Daug invazinių rūšių platinos būtent taip.

Skaidrumas tarp tipų ir specialios adaptacijos

Daugelis augalų rodo aiškias morfologines adaptacijas, atitinkančias sklaidos būdą: sparneliai (pvz., kluonai, tuopos), pūkai (pvz., lengvos orchidėjos, medetkos), plūduriuojantys odeliai (kokoso, mangrovių vaisiai), riebūs elaiosomai, kabliukai ir lipnios dangos. Tačiau svarbu paminėti, kad „sklaidos sindromai“ yra tik apytiksliai modeliai — daug rūšių naudoja kelis būdus arba netikėtus partnerius.

Evoliucinė reikšmė ir ekologinės pasekmės

• Genų srautas ir genetinė įvairovė: sklaida leidžia genetinei medžiagai judėti tarp populiacijų, mažina inbreedingą ir didina adaptacijas prie aplinkos sąlygų.
• Kolonizacija ir išlikimas: sėklų dispersija suteikia galimybę užimti naujas buveines, atsilaikyti prieš vietines stichines nelaimes ir išlaikyti rūšies populiacijas skirtingose vietovėse.
• Speciacija ir izoliacija: ilgų atstumų sklaida gali lemti įsikūrimą izoliuotose salose ar atokiose buveinėse, kas per geologinį laiką gali skatinti rūšių atsiskyrimą.
• Koevoliucija su gyvūnais: daugelis augalų vystėsi kartu su gyvūnais — vaisių skonio, kvapo ir atspalvių pokyčiai pritraukė tam tikrus platintojus; tuo pačiu gyvūnai adaptavosi valgyti ir pernešti konkrečių augalų sėklas.
• Išlaikymo ir sėklų dydžio kompromisas: yra trade-off tarp sėklos dydžio ir skaičiaus: didesnės sėklos suteikia pranašumą daigumo pradžioje, tačiau mažesnės sėklos leidžia pagaminti daugiau vienetų ir padidinti sklaidos galimybes.

Ilgojo nuotolio sklaida (LDD) ir invazijų svarba

Retesni, bet ekologiniu požiūriu svarbūs įvykiai — ilgų nuotolių sklaidos epizodai (pvz., paukščiai, audros ar jūriniai srautiniai keliai) — leidžia augalams pasiekti tolimas salas ar kitas atskiras ekosistemas. Tokie įvykiai dažnai lemia invazinių rūšių įsitvirtinimą ir didelį ekosistemos pertvarkymą.

Praktinės reikšmės ir žmogaus poveikis

• Žemės ūkis, miškų kirtimai, transportas ir sodininkystė aktyviai keičia natūralias sklaidos trajektorijas ir skatina invazijas.
• Atkūrimo ir apsaugos darbuose supratant sėklų sklaidą galima planuoti sėklų rinkimą, sėklinę bankų saugojimą ir tinkamas sodinimo strategijas.
• Klimato kaita keičia platintojų migraciją (pvz., paukščių maršrutus) ir vėjo bei drėgmės modelius, kas turi tiesioginį poveikį augalų sklaidai ir galimybei prisitaikyti.

Išvados ir svarbios pastabos

Sėklų sklaida yra kertinė ekosistemų dinamikos dalis: ji veikia rūšių pasiskirstymą, genetinę įvairovę, bendrijų struktūras ir evoliucinius procesus. Nors tradiciškai sklaidos „sindromai“ padeda suprasti bendras tendencijas, realybėje daug rūšių naudoja kelis būdus arba priklauso nuo netikėtų platintojų. Atsižvelgiant į žmogaus poveikį ir klimato kaitą, supratimas apie sėklų sklaidą tampa svarbesnis nei bet kada — tiek gamtosaugai, tiek žemės ūkiui ir invazijų valdymui.

Mechaninė sklaida

Vėjo sklaida

Svarbi vėjo skleidžiamų sėklų detalė yra ta, kad jos yra labai lengvos. Ji turi lengvai plūduriuoti vėjyje, kitaip nukris tiesiai ant žemės. Kai kurių sėklų, pavyzdžiui, pienių ir kiaulpienių, viršuje yra "parašiutai". Kai kurios sėklos yra labai mažos ir lengvos, beveik kaip dulkės. Tokios yra orchidėjų ir aguonų sėklos. Aguonų sėklos yra mažoje kapsulėje, kurios viršuje yra mažos skylutės. Vėjuotą dieną aguonos vaisiaus kapsulė svyruoja nuo vieno šono ant kito ir tarsi druskinė krato mažytes sėklas pro langelius.

Dar vienas vaisius, kurį gali išsklaidyti vėjas, yra klevo vaisius. Klevas turi mažus šizokarpus, kurie yra dvipusiai sparnuoti vaisiai. Jie dar vadinami samarais. Jų lengvumas ir "sparneliai" padeda jiems išsilaikyti ore, kol pasiekia naują vietą, kurioje yra daug dirvožemio. Samaras taip pat turi uosiai ir beržai.

Sprogstamasis poveikis

Kai kurie vaisiai gali išmesti (išmesti) savo sėklas, kai sunoksta. Tai greito augalų judėjimo rūšis, kai vaisius išmetamas iš mažos "mašinos".

Žirnių ankštys dažnai skleidžiamos mechaniškai. Kai sėklos būna paruoštos, ankštis išdžiūsta. Kai ankštis džiūsta, jos vidus džiūsta greičiau nei išorė. Dėl to ankštis susisuka viduje, staiga smarkiai skyla, susisuka į mažą spiralę. Kai šis susisukimas įvyksta, sėklos iškrenta iš ankšties į visas puses.

Impatiens - vadinamos "liečiančiosiomis žemuogėmis" arba "brangakmenių piktžolėmis" - yra didelė žydinčių augalų gentis. Kai sėklos subręsta ir yra paruoštos, sudžiovinti vaisiai tampa trigeriu. Gyvūnui ar žmogui palietus augalą, jis sprogsta ir visur išbarsto sėklas. Jei žemė drėgna, sėklos gali sudygti ten, kur nukrenta; jos taip pat gali prilipti prie gyvūno, dėl kurio kapsulė sprogo. Tai gali padėti jas nunešti į naują vietą.

Vijokliai ir arkliai taip pat naudoja mechaninę sklaidą. Kai sėklos jau paruoštos, jos atsidaro garsiu "POP!" garsu. Kitas vaisius, vadinamas purškiamuoju agurku, taip pat naudoja mechaninę sklaidą. Yra šimtai kitų vaisių, kurie naudoja mechaninę sklaidą.

Vandens sklaida

Šie augalai paprastai auga prie vandens. Kai sėkla patenka į vandenį, ji gali būti nunešta ilgą atstumą, kol suranda vietą, kur augti.

Geras pavyzdys - vandens lelija. Gražūs vandens lelijų žiedai sukuria vaisių, kuris kurį laiką plūduriuoja vandenyje, o paskui nusileidžia į dugną ir įsišaknija tvenkinio dugne. Vandens lelijų sėklos gali būti išsklaidytos ir sudygti vandenyje.

Prie vandens augančios palmės sėklas taip pat platina vandeniu. Galingos vandenyno srovės, jungiančios žemynus, perkelia palmių sėklas, vadinamas kokosais, į naujus namus.

Mangrovės medis gyvena pačiame vandenyje. Jų sėklos nukrenta nuo medžio ir, vos tik palietusios dirvožemį, išaugina šaknis. Jei yra daug vandens, jos gali būti nuneštos toli.

Dauguma riešutų, pavyzdžiui, gilės, graikiniai ir pekano riešutai, plinta per vandenį ir gyvūnus. Vanduo juos dažniausiai išplatina potvynių metu arba jei jų augalai auga netoli upės ar upelio. Daugelis riešutmedžių auga netoli vietų, kurias dažnai užlieja potvyniai. Nors riešutmedžiams vanduo svarbus, jis nėra toks svarbus kaip kitiems augalams, nes daugelio medžių šaknys gali augti toli nuo medžio, kad rastų gerą dirvožemį ir vandenį.

Palmės naudoja vandenį kokosams išskleisti


Šių kiaulpienių viršūnėje esantys "parašiutai" padeda joms būti nuneštoms vėjo.

Gyvūnų sklaida

Gyvūnai sėklas išbarsto keliais būdais. Vienas iš pavyzdžių - ant kojinių ir kelnių prilipusios atplaišos, kai einate per žolėtus laukus. Tėvinis augalas iš žiedo pagamina smailias mažytes burbuoles. Šios atplaišos nuo augalo nukrenta ant žemės arba lieka ant augalo, kol praeinantis gyvūnas (arba žmogus) įsipainioja į savo kailį, plunksnas ar kojines. Tuomet atauga nunešama į naują vietą, kur gyvūnai paprastai bando ją nuimti patys. Gyvūnai graužia, drasko arba kandžioja, norėdami nuimti išgraužas. Tuomet atauga numetama ant žemės, atokiau nuo motininio augalo. Daugelio žolių sėklų paviršius yra toks, kad ant jo užkimba praeinantys gyvūnai. Pavyzdžiui, ieties žolė turi dygliuotus galiukus, kurie gali įstrigti praeinantiems gyvūnams arba kuriuos stiprus vėjas gali nupūsti į naują vietą.

Kitas būdas, kaip gyvūnai gali padėti platinti sėklas, yra tas, kad jie patys jas pasėja. Tokie gyvūnai kaip pelės, voverės ir zylės pavasarį ir vasarą renka vaisius ir riešutus ir saugo juos ateinančiai žiemai. Dažnai jie kaupia šiuos vaisius ir riešutus, užkasdami juos į žemę - dažnai jų būna daugiau, nei jiems reikia. Atėję pasiimti vaisių ir riešutų, jie palieka keletą jų užkastų. Palikti užkasti vaisiai tampa augalais.

Sėklos dažnai paskleidžiamos su išmatomis (išmatomis). Gyvūnai praryja vaisius (įskaitant sėklas): jie suvirškina minkštus vaisius, bet sėklos išsiskiria su jų išmatomis. Kai kuriuose atogrąžų miškuose beveik 90 % medžių rūšių išplatina gyvūnai. Tokie gyvūnai, kaip šikšnosparniai, pavyzdžiui, Pietų Amerikoje gyvenantys trumpauodegiai vaisiniai šikšnosparniai, per vieną naktį gali išbarstyti iki 60 000 sėklų.

Šis giesmininkas valgo uogas, bet sėklų nesuvirškina. Jos išsiskiria su paukščio išmatomis.


Pažvelkite į dygliuotus "kabliukus" ant šerpetų.

Klausimai ir atsakymai

K: Kas yra sėklų sklaida?

Klausimas: Kaip augalai skleidė savo sporas ir sėklas prieš atsirandant žydintiems augalams?

K: Kokie santykiai sieja gėles ir vabzdžius?

K: Kada prasidėjo hymenopterų (bičių) ir angiospermų (žydinčių augalų) tarpusavio santykiai?

K: Kaip plinta sporos?

K: Kaip vaisiai pritaikyti sklaidai?

Paieška pagal raidę