Po co dzbanecznikom wymyślne kołnierzyki? Odpowiedzieli matematycy

„Trzech matematyków, jeden botanik oraz dzbanecznik. I zobaczcie, co zrobiliśmy!” – napisał w mediach społecznościowych dr Chris Thorogood, zastępca dyrektora Ogrodu Botanicznego w Oksfordzie. Zachwalał w ten sposób publikację, jaka ukazała się właśnie w „PNAS”.

Głównym bohaterem jest tu dzbanecznik (Nepenthes). Przedstawiciele tej rośliny mięsożernej rosną głównie w lasach tropikalnych Azji Południowo-Wschodniej. Część ich liści jest przekształcona w pułapki na zwierzęta. Swoje ofiary dzbaneczniki wabią nektarem i intensywnymi kolorami. Owad, który się skusi, siada na brzegu dzbankowato rozdętego liścia. Jego powierzchnia jest tak ukształtowana, że zwierzak ześlizguje się do środka i wpada w zgromadzony na dole płyn pełen enzymów trawiennych. Roślina rozkłada ciało ofiary, wykorzystując je jako źródło soli mineralnych, przede wszystkim azotu. Inaczej niż drapieżne zwierzęta ze złowionego mięsa nie wydobywa energii.

Do tej pory opisano 183 gatunki dzbanecznika. Różnią się one między sobą m.in. kształtem pułapek. Są większe i mniejsze. Wąskie i rozdęte. Wiszące wśród drzew i zagłębione w mchu na dnie lasu. Ich brzeg, zwany kołnierzykiem, bywa gładki, rozkloszowany, szeroki i płaski albo pokryty ząbkami. – Pamiętam, jak się zastanawiałem: jak i dlaczego one się tak między sobą różnią? – wspomina dr Thorogood.

Aby rozwiązać tę zagadkę, botanik poprosił o pomoc trzech matematyków z University of Oxford. Ci posegregowali dzbaneczniki, biorąc pod wagę jedno kryterium: podstawowe kształty pułapek. Wyliczyli hipotetyczną wydajność poszczególnych typów oraz koszty produkcji odpowiedniego kołnierzyka. Im bardziej jest on bowiem ozdobny i skomplikowany, tym jego wytworzenie wymaga więcej energii od rośliny. To pozwoliło im podać optymalny kształt pułapki – tak, by koszty jej wytworzenia w danym środowisku nie przekroczyły zysku w postaci dodatkowych ofiar.

Wyniki ich analiz sugerują, że geometria kołnierzyka ma silny wpływ na to, co dana roślina może złapać. Te szeroko rozkloszowane szczególnie dobrze sprawdzają się jako pułapki na owady chodzące, takie jak mrówki. A to przydaje się gatunkom dzbanecznika rosnącym na nizinach. Kołnierzyki z ząbkami są dobre w chwytaniu masywniejszych ofiar, takich jak chrząszcze. Trzeci typ służy gatunkom rosnącym w górach, aby złowić owady latające takie jak muchy.

– Tak jak dzioby ptaków są ukształtowane odmiennie, zależnie, czy służą do żywienia się orzechami, nasionami czy owadami, tak dzbaneczniki przystosowały się do rozmaitych form ofiar, jakie żyją w ich otoczeniu – podsumowuje dr Thorogood.

To jest pierwsza wzmianka na ten temat. Jeśli z niej korzystasz, powołaj się na źródło, czyli na www.projektpulsar.pl. Dziękujemy.