Strukturele evolusionêre aanpassings

Posted in Simbiose

Soos in baie ander natuurprosesse op aarde is tydsberekening van kardinale belang. Die vroulike reproduktiewe deel van ‘n blom is net op sekere tye van die jaar ontvanklik vir stuifmeel en dus ook voortplanting. Insekte en diere is ‘n gewaarborgde manier om seker te maak dat die stuifmeel versamel en versprei word. In ‘n perfekte blom, wat beide manlike reproduktiewe en vroulike reproduktiewe organe in dieselfde blom huisves, word die manlike stuifmeelproduserende deel, die helmkop, omhoog gehou deur ‘n helmdraad (filament). Hierdie hele manlike struktuur staan bekend as die meeldraad. Elke stuifmeelkorrel is uniek aan sy eie spesie. Die vroulike deel van die plant (stempel) word regop gehou deur ‘n steeltjie (styl) en dit is vasgeheg aan die basis van die vrugbeginsel. Die hele vroulike meganisme word die stamper genoem.

Sommige plante blom voortdurend om sodoende die kanse op bestuiwing te verhoog. Ander blom weer vroeg in ‘n seisoen en ander weer later in ‘n seisoen. Hierdie blomtye word gedikteer deur die mededinging tussen spesies en word ook bepaal deur die harmonie wat bestaan tussen die plant en die insekte of diere wat vir bestuiwing van die spesifieke plant verantwoordelik is. Sommige plante word deur enige voël of insek, of selfs die wind of water bestuif. Daar is egter baie tipes plante wat net deur een of meer tipe voëls of insekte bestuif word en hulle blomme is spesiaal aangepas en ontwerp om in baie gevalle die bestuiwer se voorkoms na te boots ten einde dit nader te lok. Dit is waarom daar so baie verskillende vorms en kleure blomme is.

‘n Blom is die reproduktiewe struktuur van blomplante wat die geslagsorgane van die plant bevat wat uiteindelik die saad produseer. Vrugte, wat die sade van die plant huisves, is die volgende generasie van die plant se oorlewingsiklus en dit is die primêre wyse waarop die meeste spesies hulle in ‘n ekostelsel sal vestig. Die meeste blomplante (ongeveer 85%) is afhanklik van diere en insekte om die belangrike stuifmeelkorrel by die vroulike deel van die plant uit te kry. Die oorblywende blomplante maak hoofsaaklik van selfbestuiwing, wind- en waterbestuiwing gebruik.

Uiteindelik, is al die lewe op aarde op ‘n manier afhanklik van plante wat voedsel, skuiling, suurstof en lewensmiddele vir ander lewende organismes voorsien. Maar sonder hierdie bestuiwers van die blomme sal die plante nie kan herproduseer nie en gevolglik sal die plante oor tyd uitsterf. Die voortbestaan van plante vorm dus ‘n uiters belangrike skakel in die voortbestaan van lewe op die planeet. Hierdie proses skop af wanneer die plante blom en dit is die eerste stap in die ingewikkelde voortplantingsproses bekend as bestuiwing. Bestuiwing vind plaas wanneer die stuifmeelkorrels van die manlike deel van die plant die ontvanklike vroulike deel van dieselfde spesie bereik. Afhangende van die plantspesie kan dit ‘n blom produseer wat manlike, of vroulike dele afsonderlik, of beide in een blom huisves.

Hoe werk die bestuiwing van blomplante deur diere en insekte?
Bestuiwers soos voëls, heuningbye, perdebye, vlinders, wespes, vlieë, kewers, primate soos bobbejane, nagapies en ape, soogdiere soos vlermuise, ens., is almal op soek na kos en sal daarom plante wat kos produseer, graag besoek. Om die bestuiwer te lok sal die plant waarskynlik groot hoeveelhede nektar afskei. Terwyl die besoeker smul aan die heerlike soet geur van die nektar sal die stuifmeel op sy liggaamsdele versamel. Besoek die bestuiwer dan ‘n ander plant van dieselfde spesie wat in blom is, sal die stuifmeelkorrels wat hy versamel het op die strategiese geposisioneerde stempel (vroulike deel) van die blom beland. Die stuifmeelkorrel groei dan in die stuifmeelbuis in die styl af totdat dit die vrugbeginsel bereik en uiteindelik sal die stuifmeel in ‘n vrug ontwikkel wat die saad huisves.

Die dier- en insekbestuiwers vervoer die stuifmeel op verskillende maniere. Gewerweldes soos voëls of vlermuise sal die stuifmeelkorrels in hul vere of hare vervoer. Ongewerweldes soos vlinders, skoenlappers en bye het nie vere nie, maar fyn haartjies op verskillende dele van die liggaam. Heuningbye en vyewespes het stuifmeelsakkies op hul agterpote en skoenlappers sal weer die stuifmeelkorrels in hul lang voelers versamel.

Strukturele evolusionêre aanpassings
Blomme is baie slim ontwerpte geslagsorgane en gebruik allerhande tegnieke om bestuiwers te lok. Ten spyte hiervan is die grootste probleem vir voortplanting om te verseker dat die stuifmeel op die regte tyd vanaf ‘n meeldraad na die ontvanklike stempel oorgeplaas word. Dit hang grootliks af van die ontwerp van die blom, die tipe bestuiwer en watter bestuiwingsmetode gebruik word vir die vervoer van die stuifmeel. Indien windbestuiwing plaasvind, sal die blomme gewoonlik klein, onopvallend en reukloos wees. Indien die agent vir bestuiwing insekte of diere is, sal die ontwerp van die blom beslis helder kleure en aangename geure insluit om die bestuiwers nader te lok. Indien voëls die teiken is, sal spesiaal ontwerpte landingsplekke in die blomstruktuur waarskynlik ook nodig wees. Dit alles verg omvangryke strukturele veranderings aan die blom wat oor duisende jare ontwikkel het.

Die kraanvoëlblom se blom is die mees ongewone deel van die plant. Gedurende die proses van evolusionêre aanpassing het die Strelitzia spesies hul geslagsorgane verberg en beskerm deur middel van die transformasie van ‘n skutblaar. Hierdie merkwaardige strukturele veranderings, net soos by die varkoorblom, is spesifiek ontwerp om spesifike bestuiwers te lok. By die kraanvoëlplant is die blom meer as net ‘n gewone blom. Dit is ‘n komplekse struktuur wat lyk na die kop van ‘n reuse voël, vandaar die gewone naam kraanvoëlblom.

‘n Groot breë plat skutblaaromhulsel wat die bloeiwyse verskans ontsluit die reeks blomme wat die kop en bek van ‘n kraanvoël mimiek. Hierdie boot- of bekvormige skutblaar sit horisontaal en vir die meeste mense is dit ‘n uiters vreemde verskynsel vir ‘n blom. Tog is dit eintlik ‘n baie eenvoudige funksionele struktuur wat vir ‘n spesifieke doel aangepas is. Binne in die skutblaaromhulsel is daar gewoonlik 4 - 16 blomme versteek, elke blom is saamgestel uit drie oranjekleurige kelkblare en blou en pers kroonblare.

Die oranje kelkblare is die mees aanskoulikste deel van die blom en dit lyk soos die kruin van ‘n groot voël. Saam met die oranje kelkblare ontvou die blou en pers kroonblare wat saamsmelt in ‘n bootvormige struktuur wat die helmdrade en die stempel omsluit. Dit is uit hierdie horisontale bootvormige skutblaar dat ‘n reeks blomme stadig, die een na die ander verskyn. Die blomstingels produseer telkens ‘n enkele blom van 4 – 6 oranje en blou-pers blomme wat in ‘n reeks na agtertoe buig sodra dit uit die skede ontsluit. Mettertyd sal die blom verbruin en verwelk en later afval. Dit sal weer aanleiding gee tot nog ‘n nuwe blom wat uit die skede ontsluit word.

Die blomme produseer groot hoeveelhede nektar deur middel van nektarproduserende weefsel in die muur van die vrugbeginsel wat onder die sentrale blou blom sit. Wanneer voëls soos die swartsuikerbekkie (Nectarinia amethystina) en die kleinrooibandsuikerbekkie (Cinnyris chalybeus) op die horisontale bootstruktuur van die blom land om die nektar te drink, sal die gewig van die voëltjie die skede laat oopmaak. Op die manier sal die taai stuifmeel ontbloot word wat aan die voël se voete en vere vaskleef.

Die manlike meeldrade bereik eerste volwassenheid en die stempel (vroulike deel van die blom) raak ontvanklik sodra die meeldrade verwelk. Wanner die voël dan op ‘n ontvanklike blom land om nektar te drink, sal die skede die ontvanklike vroulike stempel in plaas van manlike stuifmeeldrade ontbloot en op die manier word die stuifmeel van ‘n ander plant na die vroulike ontvanklike stempel oorgedra. Hierna word die vrugte wat die sade huisves, gevorm wat deur verskillende voëls geëet en versprei word. Sodoende word die plant se verspreiding en voortbestaan gehandhaaf.

Behalwe vir suikerbekkies, besoek nagapies, ape en insekte ook die blomme, maar dit blyk dat hulle nie beduidende bestuiwers is nie. Die hoë saadproduksie van die kraanvoëlblom getuig van die doeltreffendheid van die spesiaal ontwerpte blomstruktuur vir die suikerbekkies as primêre bestuiwers. In hierdie gee-en-neem-verhouding trek beide partye voordeel. Die voëls voed op die nektar en in die proses vervul hulle ‘n uiters belangrike funksie in die bestuiwing van die blomme wat ander bestuiwers nie kan doen nie. In die proses is beide spesies wedersyds afhanklik van mekaar vir oorlewing.

Volgende week: Deel 3 Mutualisme: Koëvolusionêre oorlewing - Oorkoepelende simbiose in die bestuiwing van blomplante.