Upload
baakir
View
66
Download
0
Embed Size (px)
DESCRIPTION
Substancje lotne - a porozumiewanie się roślin. Dr Anna Szakiel Zakład Biochemii Roślin Instytut Biochemii. Rośliny syntetyzują i uwalniają do otoczenia bardzo różnorodne lotne substancje organiczne. - PowerPoint PPT Presentation
Citation preview
Substancje lotne- a porozumiewanie się roślin
Dr Anna SzakielZakład Biochemii Roślin
Instytut Biochemii
Rośliny syntetyzują i uwalniają do otoczenia
bardzo różnorodne lotne substancje organiczne.. • Pod względem budowy
chemicznej związki te możemy zaliczyć do kilku głównych grup, wśród których dominują terpenoidy i pochodne kwasów tłuszczowych, występują także węglowodory alifatyczne, aldehydy, ketony, alkohole, fenole, laktony i estry.
• Najczęściej rośliny wytwarzają związki lotne w postaci olejków eterycznych - są to lotne ciecze, nierozpuszczalne w wodzie, wytwarzane i magazynowane w różnych tworach tkanki wydzielniczej (włoskach gruczołowych, komórkach wydzielniczych, zbiorniczkach lub przewodach olejkowych).
Powierzchniowe włoski gruczołowe na liściach (a) dzikiego pomidora(Lycopersicon hirsutum) i (b) bazylii (Ocimum basilicum).
Olejki eteryczne mogą występować w różnych częściach rośliny : kwiatach,liściach, łodygach, korze,owocach, nasionach,korzeniach.
W różnych częściach tej samej rośliny mogą występować olejkio odmiennym składzie.Klasycznym przykładem jest pomarańcza, która wytwarza olejek o innym składzie w skórce owoców, inny w liściach, a jeszcze inny w kwiatach.
Tajemnica różnorodności zapachów roślinnych nie polega na złożoności ich struktur chemicznych, ale na urozmaiconym
składzie mieszanin tych substancji.
• Swoistymi rekordzistami są w tej dziedzinie aromaty kwiatowe. Nowoczesne analizy wykazują, że najprostsze zapachy kwiatowe to mieszaniny co najmniej kilkunastu, a najczęściej kilkudziesięciu składników.
• Są i takie, które zawierają 300 różnych substancji...
Struktury niektórych składników kwiatowych olejków eterycznych
Niektóre substancje zapachowe występują dość powszechnie, wydaje się jednak, że zapachy są
w dużym stopniu charakterystyczne dla gatunku.Żadne dwa gatunki roślin nie wytwarzają
identycznych mieszanin zapachowych
Nawet w obrębie gatunkuistnieją różnice w zapachachwytwarzanych przezróżne odmiany.Dobrym przykładem jestróża – wiele odmianpachnie słabo lub wcale,a między tymi, które pachną,istnieją zauważalne różnice w typie zapachu.
Przykłady reakcji O-metylacji w szlakach biosyntezy substancji zapachowych.
Przykłady reakcji acylacji (a) i przekształceń terpenoidów (b) prowadzących do wytwarzania substancji zapachowych.
Rośliny pachną, by przywabić owady zapylające, odstraszyć szkodniki i porozumieć się między sobą.
Wydzielanie lotnych związków do otoczenia daje możliwość komunikowania się z innymi organizmami nawet na znaczące
odległości.
W naturalnym siedlisku istnieje sieć wymiany informacji, której istnienia my, ludzie, nie jesteśmy nawet do końca
świadomi.
Substancje lotne wydzielane z kwiatów służą jako atraktanty dla zwierząt zapylających, substancje
wydzielane z części wegetatywnych służą odstraszaniu roślinożerców, przywabianiu wrogów tych
roślinożerców oraz zaalarmowaniu sąsiednich roślin.
• Zapach kwiatów wabi zwierzęta zapylające na różne sposoby – najczęściej jest po prostu zaproszeniem na ucztę lub na gody.
Owady szybko uczą się rozpoznawać zapachy poszczególnych kwiatów – i często wybierają
ulubione – ograniczając zainteresowanie do kilku lub tylko jednego gatunku roślin.
Rośliny podejmują próby uzależnienia od siebie owadów.
W zapachu i nektarze niektórych kwiatów znajdują się substancje narkotyczne lub halucynogenne.
Aby zwiększyć prawdopodobieństwo i efektywność zapylenia, wiele roślin do wydzielanego przez kwiaty zapachu dodaje środki usypiające i lekko odurzające, co znacznie przedłuża pobyt owadów na kwiatach.
• Kwiaty niektórych storczyków zwabiają samce różnych gatunków owadów imitując kształtem, barwą – i zapachem samice tych gatunków. Na zdjęciu – Ophrys sphegodes zapylany przez samca Andrena nigroaenea.
• Po zapyleniu kwiaty zmieniają zapach – i wydzielają feromon informujący o niechęci samicy do godów.
• Zmiana emitowanego sygnału ma zapobiec uszkodzeniu rozwijającego się nasienia i skierować zainteresowanie samców na kwiaty jeszcze nie zapylone.
Innym celom służą substancje lotne wydzielane nie z kwiatów,a z wegetatywnych części roślin, najczęściej pędów i liści.
Większość tych substancji jest uwalnianych nie w sposób ciągły, ale dopiero po uszkodzeniu rośliny.
Młode liście drzewa Leonardoxa africana wydzielają substancjeprzywabiające mrówki. Mrówki „patrolują” gałęzie drzewa broniąc go zawzięcie przed różnymi roślinożercami.
W odpowiedzi na atak niektóre rośliny uwalniają związki lotne,które przywabiają wrogów żerującego roślinożercy – drapieżnikialbo pasożyty. Jest to takie swoiste „wołanie o pomoc”.
Mechanizmy tego rodzaju stwierdzono już u wielu roślin, w tym roślin uprawnych – fasoli, ogórka, bawełny, kukurydzy, soi.
Rośliny te, atakowane przez owady roślinożerne, przędziorki lub roztoczauwalniają związki będące atraktantami owadów drapieżnych.
Sygnalizowanie niebezpieczeństwaw obrębie zaatakowanej rośliny (wewnątrz- i zewnątrztkankowe),
pomiędzy roślinami (wewnątrzgatunkowe i uniwersalne).
Sygnały wysyłane przez rośliny są więc wskazówką:
- dla wrogów roślinożerców (informacja, gdzie można znaleźć pokarm), - dla samych roślinożerców (informacja o potencjalnej obecności wroga lub konkurentów, lub o obniżeniu jakości pokarmu wskutek indukcji mechanizmów obronnych rośliny) - dla sąsiednich roślin (informacja, że mogą się spodziewać ataku roślinożerców).
Ostatnio zidentyfikowano geny niektórych kluczowych enzymów szlaków biosyntezy związków lotnych uwalnianych po ataku roślinożerców.
Dla roślin - ukorzenionych w jednym miejscu, nie mających możliwości przemieszczania się,wydzielanie związków lotnych stanowi sposóbporozumiewania się z innymi organizmamibytującymi w tym samym środowisku.
Różnorodność wydzielanych substancji wskazuje na to, że związki lotne mogą służyć jako precyzyjny język służący do komunikowania sięw różnych sytuacjach.