Pflanzen und Insekten tun dies tatsächlich nachts …

Ist Ihnen dieses Phänomen schon einmal aufgefallen: Die Blattspitzen oder -ränder mancher Pflanzen sind ständig mit glitzernden Wassertropfen bedeckt.

Zum Beispiel,

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Oder so,

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Viele Leute denken vielleicht, dass es sich dabei um Tautropfen handelt. Dies ist jedoch nicht der Fall. Tautropfen bedecken normalerweise die Blattoberfläche und bilden eine Schicht aus Wasserfilm auf der Oberfläche der Blätter. Die Wassertropfen sind in einem unregelmäßigen Muster angeordnet. Aber diese Wassertropfen werden ordentlich am Rand der Blätter angeordnet. Dieses seltsame Phänomen, Guttation genannt, tritt häufig während der Wachstumsphase von Pflanzen auf.

Tautropfen auf Blättern, urheberrechtlich geschütztes Bild, unerlaubte Reproduktion

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Es ist nicht ungewöhnlich, dass Pflanzen Wasser ausspucken

Das Phänomen, dass Pflanzen Wasser spucken, wurde bereits vor über dreihundert Jahren beobachtet, die Menschen damals betrachteten es jedoch lediglich als zufälliges Phänomen. Da das Phänomen des Wasserspuckens bei immer mehr Pflanzen (vor allem krautigen Pflanzen) entdeckt wurde, wurde das Wasserspucken von Pflanzen von der wissenschaftlichen Gemeinschaft als weit verbreitetes Phänomen anerkannt und erhielt daher offiziell einen Namen.

Das Phänomen, dass Pflanzen Wasser spucken, ist eigentlich keine Seltenheit. Viele gängige Pflanzen wie Reis, Weizen, Gerste, Zuckerrohr usw. spucken während der Wachstumsperiode Wasser. Anders als bei Wundexsudation oder Zahnfleischsekretion von Pflanzen handelt es sich beim Wasserspucken nicht um die Absonderung von Flüssigkeit durch Pflanzen nach einer Verletzung, sondern um eine natürliche Maßnahme zur Aufrechterhaltung des Wasserhaushalts im Körper. Im Sommer wachsen Pflanzen schnell, haben einen intensiven Stoffwechsel und spucken häufiger Wasser aus.

Das Phänomen des Wasserspuckens tritt normalerweise nachts auf, da die Wurzeln der Pflanzen nachts zwar weiterhin kontinuierlich Wasser und anorganische Salze aus dem Boden aufnehmen, die Transpiration der Pflanzen jedoch schwächer wird und sie überschüssiges Wasser nur durch die winzigen Wasserlöcher an den Blatträndern abgeben können. Dadurch entsteht das Phänomen, dass die Blattränder mit glitzernden Wassertropfen bedeckt sind.

Das meiste Spritzwasser sammelt sich am Rand der Blätter. Dies liegt daran, dass sich am Rand der Blätter spezielle Drainagegewebe, sogenannte Hydathoden, befinden. Die durch spezielle Stomata gebildeten Drainagelöcher leiten Wasser aus den Blättern ab. Sie sind eng mit einer Höhle zur Wasserspeicherung verbunden und das Wasser kommt aus dem wasserdurchlässigen Gewebe, das mit dem Leitgewebe im Inneren der Blätter verbunden ist.

Drainagestruktur von Pflanzenblättern, Bildquelle: Referenz 1

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Das Wasser, das Pflanzen „spuckten“, kann eine Gruppe von Insekten ernähren

Im Allgemeinen „spucken“ Pflanzen Wasser, um überschüssiges Wasser auszuscheiden, das nachts von den Wurzeln aufgenommen wird. Dies spielt eine wichtige Rolle bei der Aufrechterhaltung des Wasserhaushalts zwischen den Blättern der Pflanze und dem Körper.

Darüber hinaus ergaben nachfolgende Studien, dass der Drainageapparat und das Leitgewebe des Blattes miteinander verbunden sind. Die Forscher spekulieren, dass das „erbrochene“ Wasser auch andere Substanzen enthalten könnte, die durch Gefäße transportiert werden, wie etwa Mineralien, Zucker, Proteine ​​usw. Wissenschaftler haben schon lange herausgefunden, dass viele Insekten die kleinen Wassertröpfchen einsaugen, die durch das von Pflanzen ausgeatmete Wasser gebildet werden, aber zunächst dachten sie, dass diese Insekten lediglich Wasser nachfüllen würden.

Der Durchbruch zur Erkenntnis, dass „das von Pflanzen ausgeatmete Wasser viele Nährstoffe enthält“, kam durch Blaubeeren. Wissenschaftler haben herausgefunden, dass Heidelbeeren nicht nur erstaunlich viel Wasser produzieren, sondern dass das Wasser auch bei Insekten sehr beliebt ist.

Das Phänomen der Wasser ausspuckenden Blaubeeren und verschiedene Insekten, die Wasser fressen. Bildquelle: Referenz 2

Dies zeigt, dass das von Pflanzen ausgespuckte Wasser nicht nur eine Wasserquelle für Insekten sein kann, sondern auch eine wichtige Nahrungsquelle für Insekten.

Um diese Schlussfolgerung zu überprüfen, sammelten die Wissenschaftler das von Blaubeeren ausgespuckte Wasser und drei Insekten, die häufig das von Blaubeeren ausgespuckte Wasser sammeln: eine Fruchtfliege (Drosophila suzukii), ein pflanzenfressendes Insekt, eine parasitäre Wespe (Aphidius ervi), ein parasitäres Insekt, und eine Florfliege (Chrysoperla rufilabris), ein räuberisches Insekt, die drei verschiedene trophische Ebenen repräsentieren.

Anschließend fütterten die Wissenschaftler die drei Insekten mit Wasser aus Blaubeerpflanzen, reinem Wasser, Zuckerwasser, reinem Protein und einer Mischung aus Zuckerwasser und Protein.

Die Ergebnisse zeigten, dass Insekten, die nur reines Wasser tranken, nicht überleben konnten, während Insekten, die von Blaubeerpflanzen „ausgespucktes“ Wasser tranken, Insekten, die Zuckerwasser tranken, und Insekten, die gemischte Flüssigkeiten tranken, alle gut überleben konnten. Insekten, die das von Blaubeerpflanzen ausgespuckte Wasser tranken, lebten sogar länger als solche, die mit Zuckerwasser gefüttert wurden.

Die Lebensdauer dreier verschiedener Insekten nach der Fütterung mit unterschiedlichen Nährlösungen. Die grüne Linie stellt die mit Blaubeeren gefütterte Spuckflüssigkeit dar. Bildquelle: Referenz 2

Darüber hinaus werden die Forscher weibliche Insekten paaren, die mit unterschiedlichen Nährlösungen gefüttert werden, sie nach der Befruchtung Eier legen lassen und beobachten, ob ihre Legeleistung dadurch beeinträchtigt wird. Die Ergebnisse zeigten, dass Insekten, die das Wasser der Pflanzen tranken, nicht beeinträchtigt wurden und das Wasser der Blaubeerpflanzen als „natürliche Nährlösung“ bezeichnet werden kann.

Durch Messungen stellten die Wissenschaftler außerdem fest, dass der Zucker- und Proteingehalt im von Blaubeeren ausgespuckten Wasser sehr hoch ist und 1,5 Gramm pro Milliliter bzw. 4,3 Milligramm pro Milliliter erreicht. Der Zuckergehalt im Nektar beträgt etwa 0,4 Gramm pro Milliliter, und das von Heidelbeerpflanzen „ausgespuckte“ Wasser enthält dreimal mehr Zucker als Nektar. (Es ist so nahrhaft, dass ich sogar das Bedürfnis habe, das Wasser zu trinken, das Blaubeeren „erbrechen“).

Daher ist es eine sehr gute Nahrungsquelle für Insekten, die sich vom Wasser ernähren, das die Heidelbeeren ausspucken. Dies ist möglicherweise die viertgrößte Kategorie der von Pflanzen produzierten Nährstoffe nach Pollen, Nektar und Honigtau. Was das Pflanzenwasserspucken so überlegen macht, ist die größere Menge und längere Wirkungsdauer als bei den anderen drei Methoden.

Das von Pflanzen ausgeatmete Wasser enthält reichhaltige Nährstoffe. Dient es nur zur Insektenfütterung? Den Naturgesetzen zufolge liegen die Dinge allerdings nicht ganz so einfach.

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Pflanzen spucken Wasser: Züchten Sie natürliche Feinde von natürlichen Feinden, um sich zu schützen

Blaubeeren „spucken“ sehr viel Wasser aus und sind eine offene Ressource. Es scheint, dass Insekten, solange sie zuerst dort ankommen, einen Stich abbekommen können. Wird dieses Wasserspuckphänomen also eine große Zahl pflanzenfressender Insekten anlocken, die nicht nur das „gespiene“ Wasser trinken, sondern auch alle Blätter der Pflanzen fressen?

Wissenschaftler führten in Feldversuchen statistische Erhebungen über die Insektengemeinschaften durch, die von Blaubeerspeichel angezogen wurden. In der freien Natur ernähren sich zahlreiche Insekten vom Wasser, das die Heidelbeeren ausspucken. Im Vergleich zu Heidelbeerpflanzen, deren Wasserspeichel künstlich entfernt wurde, ziehen die wasserspeienden Pflanzen zwar deutlich mehr Schlupfwespen und räuberische Insekten wie Florfliegen an, die Zahl der angelockten pflanzenfressenden Insekten ist jedoch deutlich geringer. Mit anderen Worten: Durch das „Ausspucken“ von Wasser locken Heidelbeeren mehr ihrer natürlichen Feinde an und können sich dadurch besser schützen.

Im Vergleich zur Kontrollgruppe zogen die wasserspeienden Heidelbeerpflanzen mehr Raubinsekten und parasitäre Insekten an und zogen weniger pflanzenfressende Insekten an. Bildquelle: Referenz 2

Noch interessanter ist, dass die Zahl der Mücken auf den Pflanzen, die Wasser spuckten, deutlich zurückging. Möglicherweise waren die Mücken gezwungen, auf diesen Nährstoff zu verzichten, weil sie von anderen Fressfeinden abgeschreckt wurden. Dies könnte eine neue Art von Mückenschutzmittel werden.

Wasserspritzen kommt bei Nutzpflanzen recht häufig vor. Wenn es uns gelingt, die „Wasserspuckformel“ der Nutzpflanzen zu kontrollieren, könnten wir eine neue Methode zur biologischen Schädlingsbekämpfung entwickeln. Sie ermöglicht es, dass Nutzpflanzen mehr räuberische Insekten anlocken, die gegen ihre natürlichen Feinde kämpfen. So können wir Insekten „mit einem geliehenen Messer töten“ und so eine umfassende Insektenbekämpfung erreichen.

Die Ausscheidung von Wasser ist für Pflanzen nicht nur ein wichtiges Mittel zur Regulierung des Wasserhaushalts, sondern hat auch wichtige ökologische Funktionen, da sie durch die im Ausscheidungswasser enthaltenen Stoffe den „Freundeskreis“ reguliert.

Vielleicht wird es eines Tages möglich sein, durch künstliche Steuerung der Inhaltsstoffe im von Pflanzen ausgeschiedenen Wasser eine bestimmte Substanz anzureichern. Auf diese Weise können wir nicht nur die Heidelbeeren ernten, sondern auch das von den Heidelbeeren ausgespuckte Wasser auffangen und so auf natürliche Weise den köstlichen und nahrhaften Heidelbeersaft „aus dem Spuckwasser“ gewinnen. Ich frage mich, ob Sie bereit wären, es zu diesem Zeitpunkt zu versuchen?

Quellen:

[1] Mondal, FLS,FIAAT, Amal. (2014). Guttatin – ein natürliches Phänomen: Nützliches Medium für die Produktion rekombinanter Proteine.

[2] Urbaneja-Bernat P, Tena A, González-Cabrera J, et al. Durch die Guttation von Pflanzen wird nährstoffreiche Nahrung für Insekten bereitgestellt[J]. Proceedings of the Royal Society B, 2020, 287(1935): 20201080.

Dieser Artikel wurde von Science Popularization China erstellt, von Liao Xinfeng herausgegeben und von der China Science Popularization Expo betreut.

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