Pokazywanie postów oznaczonych etykietą biologiczne. Pokaż wszystkie posty
Pokazywanie postów oznaczonych etykietą biologiczne. Pokaż wszystkie posty

wtorek, 6 grudnia 2016

Najciekawsze rośliny

Kilka przykładów roślin na które natknąłem się szukając czegoś innego, a które zdecydowanie wyróżniają się od innych.

Piestrzennikowate
Rośliny w pełni pasożytnicze z rzędu pieprzowców rosnące w Afryce i Ameryce Południowej. Pasożytują na korzeniach roślin, głownie akacji i wilczomleczów, całe życie spędzając pod ziemią. Ich pozbawione chlorofilu, zredukowane człony i brak wyraźnych korzeni sprawiły, że przez pewien czas uważano je za grzyby.

Organy rośliny uległy tak znacznemu zredukowaniu, że nie jest pewne czy części podziemne to grube korzenie czy pędy. Nie stwierdzono też aby występowały na nich liście, nawet w formie przekształconej (w przypadku kaktusów, przekształconymi liśćmi są ciernie). Wytwarzają mięsiste kwiaty wystające nisko nad ziemią, czasem zakwitające pod ziemią, zwykle o niemiłym zapachu padliny, który przyciąga muchy i chrząszcze. W przypadku niektórych gatunków kwiaty wytwarzają ciepło, być może w celu zwiększenia intensywności zapachu, lub przyciągnięcia much składających jajeczka na świeżej padlinie. Twardy owoc o miękkim, soczystym miąższu jest jadalny, bywa używany jako pasza dla zwierząt


Welwiczja przedziwna
Bardzo stary, nietypowy gatunek rośliny pustynnej, rosnącej w Afryce. Ma niezwykle powolny wzrost, w zamian żyje niezwykle długo, nawet po 2 tysiące lat. Wytwarza palowy korzeń z którego wyrasta bardzo krótki pień, który przyrasta bardziej wszerz niż wzdłuż, przez co u najstarszych osobników przypomina płytę o średnicy półtora metra i grubości pół metra. Z pnia wyrastają jedyne dwa liście, powoli przyrastające przez całe życie oraz zamierające i strzępiące się na końcach, dorastające do sześciu metrów długości. Targane wiatrem rozdzielają się wzdłuż, stąd wrażenie że roślina posiada wiele taśmowatych liści. Roślina może przy ich pomocy wchłaniać wodę z rosy lub mgieł nadchodzących znad oceanu.
Korzeń palowy, przypomina bardzo grubą marchew. Ponoć dorasta nawet do 30 metrów głębokości.

Llareta
Bardzo drobna krzewinka z rodzaju Azorella, należąca do rodziny selerowatych. Niektóre gatunki z tego rodzaju są uprawiane w ogradach na skalniakach. Ten konkretny gatunek (Azorella compacta ) żyje na pustyni Atacama, tworząc z czasem soczyście zielone, nieregularne kępy, wypełnione zbitą masą uschniętych gałązek. Rozrasta się z prędkością ok. 1,5 cm rocznie, ponieważ zaś niektóre kępy osiągają kilka metrów średnicy osobniki mogą żyć nawet 2-3 tysiące lat.


Parasitaxus
Nazwę łacińską można by tłumaczyć dosłownie jako "pasożytniczy cis" - i właściwie mówi to wszystko co trzeba o tej roślinie. To jedyna roślina iglasta (nagonasienna) będąca pasożytem. Poprzez ssawki korzeniowe podbiera soki z drzewa Falcatifolium taxoides, będącego zresztą pod względem botanicznym bliskim krewniakiem. Jest endemitem na Nowej Kaledonii.
Rośnie jako nieduży krzew o czerwonawych gałązkach, pozbawiony liści. Dorasta maksymalnie do dwóch metrów. Jego korzenie obrastają korzenie żywiciela, jednak nie tworzą ssawek lecz prawdopodobnie korzystają z pośrednictwa grzybów mikoryzowych - grzyby pobierają substancje odżywcze z rośliny żywicielskiej, zaś pasożyt pobiera je od grzyba. Jest to raczej rzadki typ pasożytnictwa.[1]

Rhuizanthella gardneri
Australijski gatunek pasożytniczego storczyka, który nie tylko cały czas przebywa pod ziemią, ale też pod ziemią kwitnie i owocuje.
Co jednak zaskakujące, jego kwiaty zachowały żywe barwy oraz wydzielają przyjemny zapach. Kwiatostan zawiera około 100 drobnych kwiatków osłoniętych różowo zabarwionymi, łuskowatymi liśćmi.Kwiat nie przebija powierzchni ziemi, najwyżej unosi mały kopczyk spękanej gleby. Zapylają go podziemne owady, termity i komary, oraz zapewne także muchy wchodzące przez spękaną ziemię. Po przekwitnięciu tworzy kilka mięsistych owoców zawierających pyliste nasiona, które nie są rozsiewane dalej, choć być może w ich roznoszeniu pomagają małe torbacze.
 Podobnie jak Parasitaxus storczyk ten jest mykoheterotrofem, a więc pasożytuje na roślinach za pośrednictwem grzybów. W tym przypadku jedynym żywicielem jest pewien krzew z rodziny mirtowatych.


Nasięźrzał pospolity
Drobna roślina zielna przez długi czas uważana za paproć, jednak w rzeczywistości należąca do starszej od paproci i skrzypów grupy Psylota. Wytwarza w danym sezonie jeden liść i kłos zarodniowy. Cechą wyróżniającą jest ogromna ilość chromosomów, od 460 u roślin rosnących w Europie do 1200 u roślin amerykańskich.
Znana jest też jako roślina której przypisywano właściwości magiczne. Ludowy przesąd nakazywał kobiecie chcącej aby jakiś mężczyzna się w niej zakochał, zerwać roślinę w środku nocy wypowiadając odpowiednie zaklęcie. Ponieważ kłos zarodniowy przypomina wyglądem nie rozwinięte kwiaty konwalii lub babki, nasięźrzał był nazywany kwiatem paproci.
Nietypowo brzmiąca nazwa to zapewne zlepieniec wyrażenia "Na się źrzał" czyli "na się spoglądał" ("źrzenie" to staropolskie określenie patrzenia, stąd staropolskie "źrzadło" czyli zwierciadło, i "poźrzenie" czyli nowopolskie spojrzenie). Nasięźrzał był dawniej określeniem napoju miłosnego, a więc mającego wywołać, że ci którzy go wspólnie wypiją, będą "na się patrzeć", aż wraz z utrwaleniem się konkretnych nazw różnym miłosnym nasięźrzałom osadził się jako nazwa tej konkretnej rośliny.[2]

Podejźrzon wirginijski
Kolejny Psylota o nietypowej biologii, tym razem wyjątkowy przypadek transferu horyzontalnego.  Gatunek o szerokim rozpowszechnieniu, rośnie w Ameryce, terenach górzystych Azji i Skandynawii, znane jest jedno stanowisko w Polsce. Podobnie jak nasięźrzał posiada dość dużą ilość chromosomów (do 184), dla genetyków najciekawsze są jednak jego mitochondria, zawierające dość dużo genów nie związanych z produkcją energii. Porównanie niepasującego fragmentu z innymi roślinami ujawniło, że w dalekiej przeszłości mitochondria podejźrzona wchłonęły niemal cały genom pewnej rośliny z rodziny sandałowatych, prawdopodobnie pasożytniczej jemioły, co być może wpłynęło na zdolność do przystosowywania się do zróżnicowanych środowisk. Tym samym w roślinie rozmnażającej się przez zarodniki, znalazły się geny rośliny kwiatowej.
Trudno natomiast powiedzieć jak mogło do tego dojść, skoro jemioły nie pasożytują na roślinach zielnych.

Amborella
Amborella to szczególna roślina - należy do wyjątkowo starego rodzaju, jaki oddzielił się od linii genetycznej pozostałych okrytonasiennych na samym początku, około 130 milionów lat temu, jest więc spokrewniona w linii prostej z przodkiem większości znanych roślin lądowych. I jak na wyjątkowo stary gatunek przystało, jej genom jest dość skomplikowany. Podobnie jak podeźrzon jej mitochondria zawierają geny pochodzące od innych roślin, ale w tym przypadku jest ich wyjątkowo dużo - na jeden gen własny przypada średnio sześć genów innych organizmów. Wchłaniała geny na potęgę.
Wśród pożyczonych znalazły się trzy pełne genomy mitochondrialne mszaków, trzy zielonych alg i fragmenty pochodzące z genomów 150 roślin okrytonasiennych.[3] Są to główne glony i rośliny rosnące w pobliżu rośliny w naturalnym środowisku. W jakiś sposób dochodziło do fuzji chromosomów między amborellą a gatunkami z którymi się stykała.
Nie bardzo wiadomo po co jej to wszystko.


Miłorząb
Bardzo stary rodzaj roślin nagozalążkowych, charakterystyczne skamieniałe liście znane są aż z Permu około 270 mln lat temu. Wywodzą się prawdopodobnie z paproci nasiennych. Największe zróżnicowanie gatunków stwierdzono dla okresu kredowego, miłorzęby rosły wówczas pospolicie na całej Laurazji (superkontynent, który rozpadł się na Amerykę północną, Europę i Azję); po wyginięciu dinozaurów różnorodność rodzaju stopniowo spadała a znane gatunki zmniejszały swój zasięg. Poza miłorzębem dwuklapowym wyróżniono jeszcze tylko gatunek Ginkgo gardneri, którego skamieniałości znaleziono w Szkocji.
Do naszych czasów przetrwał tylko jeden gatunek, Ginkgo biloba czyli miłorząb dwuklapowy (nazywany też japońskim), którego zasięg na świecie stopniowo się kurczył aż wreszcie dwa miliony lat temu zaczął występować wyłącznie w pewnej chińskiej dolinie górskiej, gdzie w średniowieczu odkryto go i upowszechniono.

Miłorzęby charakteryzowały się wyjątkowo powolnym tempem ewolucji. Miłorząb dwuklapowy pojawia się w skamieniałościach sprzed kilkudziesięciu milionów lat. To niezwykłe, że gatunek ten, zachowując rozpoznawalne cechy, utrzymał się tak długo. Wiąże się to zapewne z długowiecznością i późnym wiekiem od którego zaczyna wydawać nasiona - drzewa mogą osiągać wiek 2-3 tysięcy lat, zaczynają wydawać owoce w wieku około 50-60 lat.
Miłorzęby są drzewami dwupiennymi, co oznacza że jedne osobniki wydają kwiaty męskie a inne żeńskie. Pyłek z nasion męskich jest przenoszony przez wiatr na rośliny żeńskie, gdzie osiada na odsłoniętych zalążkach. Po pęknięciu, z ziarenek pyłku wydostają się ruchome plemniki w kształcie jajka ze spiralnym zaostrzonym końcem z którego wyrasta kilkaset rzęsków, które powoli przebijają się do komórki jajowej. Ruch plemników jest tak powolny, że zwykle właściwe zapłodnienie następuje po upływie kilku miesięcy, niedługo przed opadnięciem owocu lub już po, wewnątrz wyrosłego wokół zalążni dużego zarodka, mylonego z pestką.
Wokół zalążka tworzy się żółtawa osnówka o niemiłym zapachu zjełczałego masła lub wymiocin, nadawanym przez kwas masłowy i kapronowy, z tego powodu zwykle w szkółkach ogrodniczych sprzedawane są tylko nie owocujące osobniki męskie.

Miłorzęby zasadniczo są roślinami dość wytrzymałymi, dobrze radzą sobie w warunkach miejskich, są mrozoodporne. Szczególnym przypadkiem są cztery drzewa które przetrwały atak atomowy na Hiroszimę i jako jedyne stare drzewa w mieście odżyły i żyją do dziś.

------------
[1] http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/j.1365-3040.2005.01378.x/abstract
[2] Zygmunt Glogier, Encyklopedia Staropolska,
[3] https://www.missouriwestern.edu/biology/wp-content/uploads/sites/211/2015/01/amborella-mitochondrial-fusion.pdf

czwartek, 4 sierpnia 2016

Ewolucja potrafi być szybka

Procesy ewolucyjne opisuje się zwykle jako powolne, rozciągnięte w tysiącach a nawet milionach lat. Ta rozciągłość staje się zresztą dla wielu przyczyną wątpliwości co do tego czy w ogóle zachodzi, skoro wszystkie dowody to skamieliny, a żadnej przemiany nie mogliśmy zobaczyć naocznie. Niemniej coraz lepiej uświadamiamy sobie, że w niektórych przypadkach, genetyczna przebudowa populacji może przebiegać znacznie szybciej. Wręcz na naszych oczach.

Ale może na początek uściślijmy - co to jest proces ewolucyjny?
Cała teoria wynika z kilku podstawowych założeń, możliwych do obserwacyjnego potwierdzenia.
1. W populacji danych organizmów występuje naturalna zmienność cech, które przybierają różną formę i natężenie oraz zmieniają się w kolejnych pokoleniach, mogąc pojawiać się wskutek mutacji lub przetasowania genów.
2. Cechy te są dziedziczone (o ile są to cechy wrodzone, bo nabyta blizna nie jest dziedziczna)

3. Cechy organizmu wpływają na jego przeżywalność w danych warunkach, i na reproduktywność

Z tego zaś wynika kilka istotnych wniosków:
A. W danych warunkach cechy umożliwiające dobrą przeżywalność i reproduktywność będą często dziedziczone, przez co większość populacji będzie zawierała te pozytywne cechy. Zatem populacja w większości będzie dostosowana do warunków.
B. Cechy pogarszające przeżycie i rozmnażanie będą stanowiły margines, będąc obecne bądź przez ciągłe powstawanie za sprawą zmienności, bądź przez statystykę (jest niezerowe prawdopodobieństwo że niedźwiedź-albinos znajdzie jednak jakąś partnerkę i będzie miał z nią potomstwo)
C. Zmiana warunków w których przebywa populacja musi pociągać za sobą przebudowę rozkładu cech, czyli zmienić ich częstość, zwiększając częstość tych pozytywnych a zmniejszając tych negatywnych.
D. W różnych populacjach pojawiać się będą różne mutacje

Proces ewolucyjny, to zmiana częstości cech w danej populacji, prowadząca do najlepszego dostosowania do warunków. Mogą być to cechy już istniejące, ale mogą być to też cechy nowe, powstające wskutek mutacji. Mutacje letalne są eliminowane, mutacja neutralne są rzadkie ale pozostają w populacji, mutacje pozytywne upowszechniają się. Czasem pozytywny lub negatywny skutek mutacji ujawnia się dopiero w pewnych warunkach.
 Tak na prawdę, ewoluują nie organizmy, lecz geny i to ich częstość jest w tym procesie zmieniana. Część genów nie ujawnia się w cechach zewnętrznych, przez co wewnętrzna zmienność może być ukryta. Znamy ok. 1000 mutacji hemoglobiny, z których tylko kilkanaście daje różne formy anemii.
Powstawanie nowych gatunków jest tylko pochodną tego procesu - jeśli w pewnej grupie osobników, odizolowanej od reszty gatunku, proces ewolucyjny nagromadzi tak dużą ilość nowych cech, że osobniki tej grupy przestaną się krzyżować z osobnikami gatunku wyjściowego, to można uznać iż powstał gatunek nowy.
Częściej jednak obserwujemy zachodzenie mniej  drastycznych zmian, pojawianie się nowych cech które jeszcze są zbyt małe aby doszło do specjacji.

Motyle z Samoa
Czynnik który wywołuje brak możliwości rozmnażania u większości osobników, jest najsilniejszym czynnikiem selekcyjnym, jaki może działać na populację. Prosta sprawa - nie masz cechy odporności, nie masz potomstwa.

W takiej właśnie sytuacji znalazły się motyle Hypolimnas bolina nazywane też motylami błękitnego księżyca z powodu jasnych plam z opalizującą błękitną otoczką na skrzydłach męskich osobników, żyjące na dwóch samoańskich wyspach Upolu i Savaii. Gatunek ten występuje na wielu wyspach Polinezji, Australii, Nowej Zelandii, południowej Azji i wreszcie na Madagaskarze. Na tych dwóch wysepkach zaszła jednak sytuacja szczególna - na motylach zaczęła pasożytować bakteria, prawdopodobnie z rodzaju Wolbachia. Bakteria ta może być przekazywana potomstwu zarażonych owadów poprzez jaja, nie może natomiast zakażać przez plemniki, przez co męskie osobniki są dla bakterii "ślepym zaułkiem". Bakteria maksymalizuje swe rozprzestrzenianie poprzez zabijanie jajeczek noszących męskie osobniki. Zarażona samica składa pakiet jajeczek, z których wykluwają się tylko samice.
Ten typ bakterii najwyraźniej nie występował wcześniej na wyspach, a motyle nie były na nie odporne. Pierwsze oznaki zaburzeń ilości samców zauważono już w końcówce XX wieku. Gdy w 2001 roku przeprowadzono badania populacji 99% osobników stanowiły samice. Groziło to wyginięciem gatunku w tym obszarze, bo tak niewielka liczba samców nie była w stanie "obskoczyć" wszystkich samic, i rzeczywiście liczebność motyli szybko malała. Gdy w 2006 roku przeprowadzono kolejne badanie, naukowcom nie udało się złapać ani jednego samca i choć było to badanie o mniejszym zakresie, wskazywało to iż osobniki męskie są na wyspie rzadkością.
Wobec tak wyjątkowej sytuacji ponowne badanie wykonano w następnym roku, a jego wyniki były zaskakujące - w populacji samce stanowiły 40%.
Jak łatwo się domyśleć, jeśli w którymś osobniku spontanicznie pojawiła się cecha, nadająca mu odporność na bakterię, jego potomstwo miało nad innymi motylami bardzo wyraźną przewagę. Potomkowie tego osobnika byli niemal jedynymi męskimi motylami na wyspie i dokonywali większości zapłodnień. Przekazywali swą pozytywną cechę potomkom zapłodnionych samic. W efekcie nowa cecha, która była na początku bardzo rzadka, w wyniku potężnej presji selekcyjnej stała się powszechna. Zatem proces ewolucyjny zaszedł, i to w ciągu niespełna kilkunastu miesięcy. [1] [2]

Myszy na Maderze
Warunkiem koniecznym dla nagromadzenia się dużej ilości zmian w grupie osobników, jest oddzielenie pewnej populacji od reszty gatunku. W przeciwnym razie nowe cechy byłyby "rozcieńczane" przez krzyżowanie z osobnikami bez nich. Jeśli jakaś grupa oddzieli się od populacji, wówczas dostosowuje się do zmiennych warunków na swój sposób. W ten sposób na małych wyspach powstają nowe gatunki zwierząt podobnych do tych znanych z kontynentu, analogicznie nowe gatunki ryb formują się w jeziorach odciętych od większego akwenu.

Ciekawy przypadek specjacji wywołanej zmianą warunków oraz izolacją geograficzną, możemy zauważyć na Maderze. Ta tropikalna wyspa została już w XV wieku zasiedlona przez Portugalczyków, którzy wraz ze sobą przywieźli na gapę zwykłą szarą mysz domową. Mysz ta rozprzestrzeniła się szybko na całą wyspę, dzieląc się z czasem na mniejsze populacje, oddzielone łańcuchami górskimi. Ta izolacja zarówno od myszy kontynentalnych jak i od myszy z sąsiednich populacji, wraz z dostosowaniem do klimatu różnego w różnych częściach wyspy spowodowały, że w 1999 roku stwierdzono występowanie na wyspie sześciu podgatunków, każdy zasiedlający inne terytorium:
Zewnętrznie gatunki te różnią się głównie umaszczeniem, w mniejszym stopniu sposobem żerowania, wewnętrznie natomiast różnią się dość istotnie - pierwotna szara mysz miała w swym genomie 40 chromosomów. U myszy wyspiarskich część z nich połączyła się, toteż różne populacje mają od 22 do 30 chromosomów. Różnica ilości chromosomów utrudnia krzyżowanie. W badaniach stwierdzono że myszy różnych populacji po skrzyżowaniu w 60% nie dają potomstwa, zaś u tych które dają, 70% potomków jest bezpłodne. Bariera krzyżowania się jest zatem już dosyć mocna, prawie tak silna jak u konia i osła.[3]

Podobna sytuacja dotyczyła myszy na Wyspach Owczych, które wprowadzili na archipelag Wikingowie w X wieku.


Jaszczurki jarskie
Ten przypadek jest wynikiem świadomego eksperymentu. W 1971 naukowcy wprowadzili pięć par włoskich jaszczurek murowych (Podarcis sikula)  na małą, chorwacką wysepkę, gdzie wcześniej nie występowały. Jaszczurki wzięto z dużej wyspy o częściowo pustynnym klimacie, gdzie żywiły się głównie owadami. Mała wysepka Mrcara była natomiast gęsto porośnięta bujną roślinnością.
Naukowcy zamierzali co kilka lat sprawdzać, jak jaszczurki sobie radzą, jednak wojna na Bałkanach na dłuższy czas przerwała badania. Gdy w 2006 roku naukowcy wrócili na wyspę, stwierdzili że jaszczurki mocno się zmieniły.

Na małej wyspie z ograniczoną ilością owadów, jaszczurki zaczęły uzupełniać dietę o rośliny i owoce. Konieczność dobrego przeżucia promowała osobniki o mocniejszych szczękach, przez co nieco zmienił się kształt głowy. Co jednak ważniejsze, jaszczurki zaczęły trawić rośliny przy współudziale bakterii jelitowych. Promowało to przebudowę układu trawiennego. Jelita stały się dłuższe a w jednym miejscu przewężenie wydzieliło poszerzony odcinek, w którym pokarm zalegał dłużej, mogąc fermentować.[4],[5]
Owadożerne jaszczurki w ciągu 35 lat przemieniły się we wszystkożerców z przewagą roślin.


Bakterie nylonożerne
Ten przypadek dotyczy wprawdzie organizmów niezauważalnych, jest jednak dość spektakularny.
Gdy w 1935 roku zaczęto produkować Nylon-6, w ściekach przemysłowych zaczęły się pojawiać nowe substancje, w tym powstający przez hydrolizę kaprolaktamu kwas ε-aminokapronowy. Cząsteczka ta, zawierająca grupę aminową na końcu sześciowęglowego łańcucha kwasu karboksylowego wcześniej nie występowała w przyrodzie. Zarazem jednak jest na tyle podobna do aminokwasu lizyny, że organizmy mogą próbować ją w taki sam sposób zmetabolizować. W efekcie kwas aminokapronowy staje się inhibitorem zatrzymującym działanie pewnych enzymów, i znalazł zastosowanie w leczeniu niektórych chorób.
Gdy w 1975 roku japońscy naukowcy badali bakterie żyjące w zbiornikach ścieków przy fabrykach nylonu, że zdumieniem stwierdzili, że żyje tam szczep pospolitych bakterii Flavobacterium , które były w stanie metabolizować kwas aminokapronowy i kilka innych produktów ubocznych. Dzikie szczepy tych samych bakterii nie miały tej cechy, zatem najwyraźniej musiała się wykształcić spontanicznie w tychże stawach jako skutek pojawienia się nowej dla środowiska substancji.

Bakterie wytwarzają trzy enzymy, nazywane nylonazami, odpowiadające za rozszczepianie krótkich fragmentów polimeru i dalsze trawienie. Prawdopodobnie ich geny powstały z innych dotychczasowych genów wskutek duplikacji i mutacji przesuwającej ramkę odczytu (mutacja powoduje, że fragment sygnalizujący koniec genu pojawia się w innym miejscu, przez co wytwarzane jest dłuższe białko), tak jak można się zresztą po ewolucji spodziewać. Spontaniczne powstanie zupełnie nowego genu jest mało prawdopodobne. Przypadek powoduje raczej złożenie czegoś nowego ze starych części, stąd w genomach organizmów można czasem znaleźć ślady starych genów, już nie aktywnych, z dawnych linii ewolucyjnych. [6]
 
---------
[1] http://news.nationalgeographic.com/news/2007/07/070712-butterflies.html
[2] http://www.sciencemag.org/content/317/5835/214
[3] http://www.genomenewsnetwork.org/articles/04_00/island_mice.shtml
[4] http://www.sciencedaily.com/releases/2015/08/150831101831.htm
[5] https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2290806/
[6] https://en.wikipedia.org/wiki/Nylon-eating_bacteria

środa, 5 sierpnia 2015

Endemity roślinne Polski

Czyli rośliny rosnące tylko w naszym kraju.

Endemizm to szczególny przypadek ograniczenia zasięgu gatunku, gdy dotyczy on określonego regionu, kraju, jednostki geograficznej czy czasem nawet do jednego miejsca. To ograniczenie, może wynikać z bardzo różnych przyczyn - często ograniczonym endemitem staje się gatunek który dawniej występował nader pospolicie, ale zmiany klimatyczne oraz różne przypadkowe kataklizmy, w rodzaju wybuchów wulkanów, długotrwałych susz czy zmian tektonicznych spowodowały, że wyginął na pozostałych obszarach, wytrzymując się tylko w kilku miejscach o korzystnych warunkach. Tak było z Miłorzębem, dawniej rosnącym powszechnie i znajdowanym w skamieniałościach aż z okresu Kredy na terenach Azji i Europy, którego jedyny żyjący dziś gatunek uchował się ostatecznie w pewnej dolinie na południu Chin, gdzie rośnie kilkaset starych drzew, niektóre osiągające wiek 3 tysięcy lat. Stamtąd w średniowieczu zaczęto sprowadzać sadzonki i nasiona, stosując Miłorząb jako drzewo ozdobne.

 Niektóre gatunki to wynik zmian ewolucyjnych na stanowiskach reliktowych, na przykład gatunki typowo arktyczne, które po ociepleniu klimatu zachowały odosobnione stanowiska wysoko w górach, gdzie w obrębie ograniczonej populacji zachodziła dalsza specjacja. W ten sposób zapewne powstały niektóre opisane niżej podgatunki na stanowiskach oddalonych od typowego zasięgu. Najciekawszym przypadkiem są jednak gatunki, które powstały niedawno, w jednym, konkretnym miejscu a ich ograniczony zasięg wynika tylko stąd, że jeszcze nie zdążyły się rozsiać na większym terenie.

W opracowaniu Zbigniewa Mirka na temat endemizmu roślin w Polsce* jako endemity podano 169 taksonów, w tym 129 gatunków i 40 podgatunków. Część to endemity na terenach przygranicznych, występujące w naszym kraju i w którymś z państw sąsiednich. Jeśli ograniczyć się do gatunków rosnących tylko w naszym kraju, wówczas endemitami wyłącznie polskimi będzie 30 gatunków. Ponadto można znaleźć informacje o pewnej ilości podgatunków, co do niektórych botanicy nie są pewni czy wyróżniać je jako gatunki osobne.

Przytulia krakowska
Rodzaj przytulia zawiera bardzo wiele gatunków o szerokim, pospolitym występowaniu, jak choćby będąca uciążliwym chwastem przytulia czepna, czy żółto kwitnąca przytulia właściwa.
Jednak ten gatunek jest wyjątkowo rzadki - stwierdzono go tylko na siedmiu stanowiskach w obszarze Jury Krakowsko-Częstochowskiej koło Olsztyna, są to murawy wokół skalnych ostańców Góra Zamkowa, Wzgórze Niwki, Wzgórze Brodła, Skałki Lipówki, Skałki Duże, Łysa Góra. Jeszcze jedno ma się znajdować w Górach Towarnych, ale to zaraz obok. Ogółem występuje w okręgu kilkunastu kilometrów, wyrastając ze szczelin skałek wapiennych, czasem jest to po kilka kępek, czasem większe płaty w murawie. Tworzy niskie, płożące się kępy.
Zakwita drobnymi, białymi kwiatkami:
Podlega ochronie ścisłej, znajduje się na liście gatunków narażonych na wyginięcie. W kraju występują też trzy gatunki bardzo podobne i blisko spokrewnione - przytulia sudecka, będąca endemitem Masywu Czeskiego i występująca głównie w Czechach i w dwóch miejscach w polskich Sudetach; przytulia szorsktoowocowa występująca w Europie centralnej i zachodniej aż do Francji; oraz przytulia nierównolistna rosnąca w Tatrach i innych masywach górskich środkowej i południowej Europy. [1][2]

Pszonak pieniński
zgodnie z nazwą występuje tylko w Pieninach - największe i jak kiedyś sądzono jedyne stanowisko znajduje się na terenie zamku w Czorsztynie, gdzie około 1000 osobników porasta rumowiska i murawy. Małe stanowisko znaleziono też na stoku Flaków i Upszaru, gór po drugiej stronie jeziora Czorsztyńskiego, na przeciwko zamku. Małe, oddalone stanowisko znaleziono też u wylotu wąwozu Homole, przy czym nie wiadomo czy to stanowisko naturalne, czy może do jego powstania przyczynił się człowiek. Ponadto rośnie w kilku ogrodach botanicznych.
[3]

Warzucha polska
Warzucha to roślina podobna nieco do rzeżuchy. Spośród czterech gatunków występujących w Polsce, jeden jest specyficznym endemitem. Warzucha polska (Cochlearia polonica) została pierwotnie opisana ze stanowisk na źródliskach strumienia Biała i mniejszych strumyków, oraz na zabagnionych obszarach wokół Pustyni Błędowskiej. Dziś wiadomo, że powstała stosunkowo niedawno w wyniku mutacji warzuchy pirenejskiej. Gatunek wyjściowy ma 6 chromosomów, w wyniku mutacji liczba ta została zwielokrotniona do 36 chromosomów, co wpłynęło na ogólny pokrój i niektóre cechy morfologiczne. Właśnie w taki sposób mogą czasem powstawać nowe gatunki, skrajnym przykładem jest pewien australijski krzew, dla którego znany jest tylko jeden osobnik (ale za to rozrośnięty na dużym obszarze).
W XX wieku działalność kopalń doprowadziła do osuszenia pierwotnych stanowisk, i roślina przestała w nich rosnąć. Dlatego w opracowaniach ma status "wymarłej na naturalnych stanowiskach". Jednak już wcześniej kilka osobników przesadzono do innych, bardziej sprzyjających miejsc. Obecnie rośnie w misie źródliskowej potoku Centuria, na źródłach Wiercicy i Rajecznicy. To w sumie ten sam region. Próby posadzenia poza tym rejonem skończyły się niepowodzeniem.


Mniszek pieniński
Rodzaj mniszek, do którego należy znany wszystkim mniszek pospolity, nazywany mleczem lub dmuchawcem obfituje w gatunki. Rodzaj ten wyodrębnił się z pozostałych roślin już dosyć dawno, ulegając stopniowemu skomplikowaniu. Począwszy od najstarszych taksonów diploidalnych i rozmnażających się tylko płciowo, do współczesnych poliploidalnych gatunków zbiorowych, z licznymi "gatunkami mniejszymi" rozmnażającymi się bezpłciowo.
W dużej części gatunków mniszków nasiono powstaje nie w wyniku przeniesienia pyłku kwiatów męskich na słupki żeńskie, lecz w wyniku powstania zarodka z komórki jajowej bez zapłodnienia, lub z innych komórek. W efekcie nasiona są genetycznie identyczne z osobnikiem wyjściowym.
Ten specyficzny rozród powodujący izolowanie linii genetycznych sprzyja także utrwalaniu się przypadkowych mutacji, stąd duża liczba "gatunków mniejszych" różniących się drobnymi cechami, zauważalnymi przez specjalistów, i nie krzyżujących się ze sobą.

Mniszek pieniński jest gatunkiem o tyle ciekawym, że rozmnaża się tylko płciowo i jest diploidalny, a to oznacza że w ramach swego rodzaju jest gatunkiem bardzo starym. Jest to zresztą jedyny w naszym kraju gatunek mniszka o tych cechach. Występuje tylko w Pieninach, w masywie Trzech Koron a dokładnie na stoku Okrąglicy. Jedyne znane dawniej stanowisko leżało niedaleko ścieżki prowadzącej na Okrąglicę ale w latach 80. zostało zniszczone przez obryw skalny. Ponieważ nie zabezpieczono wcześniej nasion, uważano że gatunek w wyniku tej katastrofy wyginął. W roku 1999 został jednak ponownie odnaleziony w innym miejscu, na łączce w pobliżu szczytu Okrąglicy, gdzie rosło kilkadziesiąt osobników i gdzie utrzymuje się do dziś. Nasiona zostały zabezpieczone w banku genów. [4]

Spośród pozostałych gatunków mniszków apomiktycznych, jeszcze cztery zostały opisane ze stanowisk tylko na terenie kraju, aczkolwiek dokładne badania mogłyby wykazać, że rosną też za granicą, czego na razie nie chciało się nikomu sprawdzać. Są to Teraxacum glowackii odnotowany na terenie parku krajobrazowego Podlaski Przełom Bugu, w okolicach Siemiatycz i Siedlec; Taraxacum podlachiacum notowany w okolicach Warszawy, Wołomina, Mińska Mazowieckiego i Siedlec[5], T. pawlowskii i T. polonicum.

Róża Kostrakiewicza 
Rodzaj róża obejmuje wiele gatunków. Poza odmianami uprawnymi są to głównie tzw "dzikie róże" z których wyróżnia się około 150 gatunków i mieszańców, z czego około 40 rośnie w Europie. Pod tym względem flora Polski jest w nie dosyć bogata, rośnie ich bowiem u nas około 25 gatunków, szczególne zagęszczenie osiągając w Górach Pieprzowych. Tam też wyróżniono jeden gatunek endemiczny - różę Kostrakiewicza.

Nie znalazłem informacji czy wyróżnia się czymś szczególnym.

Jastrzębiec Marii
Jastrzębce to drobne rośliny łąkowe o kwiatkach wyglądających jak pomniejszona wersja mlecza, rośnie ich u nas około stu gatunków. Pospolicie występuje zwłaszcza jastrzębiec kosmaczek, tworzący na suchych łąkach rozległe płaty. Rzadko natomiast, bo wyłącznie w Sudetach, rośnie jastrzębiec Marii Bornmüller (Hieracium mariae-bornmuelleriae) przy czym nie znalazłem informacji kto konkretnie jest "patronką" gatunku.

Wiechlina babiogórska
Trawy z rodzaju wiechlina to rośliny nader pospolite. Gatunek wiechlina babiogórska rośnie jednak, zgodnie z nazwą, tylko w masywie Babiej Góry. W tej samej okolicy rośnie też kilka innych rzadkich gatunków reliktowych, jak okrzyn jeleni czy rogownica alpejska. W tym ostatnim przypadku niektórzy badacze uznają osobniki z tego stanowiska za endemiczny podgatunek rogownicę alpejską babiogórską (Cerastium alpinum subsp. babiogorense).[6]

Skalnica darniowa bazaltowa i Biedrzeniec mniejszy skalny
Podgatunek skalnicy darniowej wyróżniający się skłonnością do rośnięcia na skale bazaltowej. Rośnie wyłącznie w jednym miejscu - na odsłonięciu żyły bazaltu w żlebie na jednej ze ścian Małego Śnieżnego Kotła w Karkonoszach. Panują tam specyficzne warunki klimatu arktycznego i podłoża powstałego z przemieszania granitu i bazaltu. Jest to także jedyne na świecie stanowisko biedrzeńca mniejszego skalnego porastającego piarg żlebu. Rośnie tam około 200 osobników. W tym samym żlebie rośnie też skalnica śnieżna, roślina typowa dla terenów arktycznych, rosnąca zwykle w Norwegii, Grenlandii i Kanadzie. Stanowisko w Karpatach jest najbardziej wysuniętym na południe reliktem tego gatunku. Osuwiska i zbieranie do zielników doprowadziły do tego, że w latach 90. pozostało tylko kilkanaście osobników, dlatego rośliny z tego stanowiska rozmnożono i w ostatnich latach dosadzono otrzymane siewki.

Przywrotniki
Rodzaj przywrotnik obfituje w podobne do siebie gatunki, często klasyfikowane jako "gatunki mniejsze" w ramach zbiorowego Przywrotnika pospolitego, stąd ich odrębność bywa dyskusyjna. We florze kraju wyróżniono kilkanaście gatunków endemicznych, wśród nich rosnący tylko w Tatrach przywrotnik polski (Alchemilla polonica). Endemitami są też prawdopodobnie, przywrotnik babiogórski, (Alchemilla babiogensis) przywrotnik równoząbkowy (A. aequidens), przywrotnik łysawy (A. calviflora), przywrotnik karkonoski (A. corcontica), przywrotnik jedwabistonerwowy (nazywany też giewonckim) (A. jasiewiczii), przywrotnik Othmara (A othmari lub A. pseudothmari) i przywrotnik różnowłosy (A. versipla).

Jeżyny
W rodzaju Jeżyna znajduje się duża ilość "gatunków mniejszych" rozmnażających się apomiktycznie, podobnie jak to jest z Mniszkami. Poza dwoma starymi gatunkami rozmnażającymi się płciowo - Maliną właściwą i Maliną moroszką - rośnie u nas jeszcze kilkadziesiąt podobnych do siebie gatunków. Wśród nich kilka o bardzo ograniczonym zasięgu. Endemicznymi gatunkami dla Polski są: jeżyna notecka (Rubus czarnunensins), jeżyna Holzfussa (R. holzfussii), opisana w 2004 roku Rubus lucentifolius, jeżyna ostrowska (R. ostroviensis), jeżyna mosińska (R. seebergensis), jeżyna Spribillego (R. spribillei), jeżyna główkowata (R. capitulatus)
Duże zagęszczenie gatunków jeżyn obserwuje się w okolicy Raciborza. Badacze na podstawie badań okolic miasta opisali gatunki takie jak rosnąca w Lesie Obora jeżyna trójlistkowa (Rubus oboranus) która jest endemitem doliny Górnej Odry.

***

W przypadku części gatunków może się okazać, że nie są aż tak ściśle krajowymi endemitami i występują też w innych krajach, a jedynie dotychczas nikt tego dokładnie nie zbadał. Tak było z nie omawianą tutaj Brzozą ojcowską, o której sądzono dawniej, że rośnie tylko w dolinie Prądnika, po czym odnaleziono jej stanowiska na Ukrainie, Słowacji, w Czechach, Rumunii i Szwecji.

Części tych endemitów grozi wyginięcie, głównie z powodu małej ilości osobników, które skupione w jednym miejscu narażone są na celowe lub przypadkowe zagrożenia; inne bardziej rozprzestrzenione są w zasadzie bezpieczne, choć i tak zasługują na ochronę. Aby zapobiec wyginięciu, nasiona i siewki najrzadszych gatunków przechowuje się lub uprawia w bankach genów, skąd niekiedy są dosadzane na stanowiska.
--------------
Źródła:
* Z. Mirek, H. Piękoś-Mirkowa, Fitogeograficzne aspekty endemizmu w Polsce, Wiadomości Botaniczne 53 (3/4): 7–30, 2009
* Niezwykły świat raciborskich i śląskich gatunków Jeżyn
* Banki Genów

[1] http://siedliska.gios.gov.pl/pdf/siedliska/2009-2011/wyniki_monitoringu_roslin_2189.pdf
[2] http://www.gios.gov.pl/siedliska/pdf/przewodnik_metodyczny_galium_cracoviense.pdf
[3] http://www.gios.gov.pl/siedliska/pdf/wyniki_monitoringu_roslin_erysimum_pieninicum.pdf
[4]  http://www.ib-pan.krakow.pl/ibwyd/red/plcarp_Tar_pie.pdf
[5] H. Øllgaard, Z. Głowacki, M. Falkowski i J. Krechowski , Nowe dla polskiej flory gatunki z rodzaju Taraxacum, Fragm. Flor. Geobot. Polonica, 9 ;21-35; 2002
[6] http://www.ib-pan.krakow.pl/ibwyd/red/plcarp_Cer_alp.pdf

Polskie nazwy ustalałem na podstawie internetowego Atlasu Roślin i Wikipedii.

Praca Mirka wymieniała jeszcze dwa gatunki Przywrotnika, które inne źródła uznały za synonimy P. równoząbkowego.

środa, 23 lipca 2014

Wszystko na odwrót

Co to się dzieje na świecie - baby z penisami, chłopi ze szparką... Tak w każdym razie mogli pomyśleć biolodzy gdy odkryto rodzaj Neotrogla, zamieszkujący surowe jaskiniowe środowisko.

Te niewielkie owady z rodziny Psotników ( Psocoptera) żyją w suchych jaskiniach na terenie Brazylii, żywiąc się głównie odchodami nietoperzy. Nie wyróżniają się ani kolorem, ani kształtem czy jadowitością, natomiast wykształciły zupełnie unikalne narządy płciowe, nawet na tle dużego ich zróżnicowania u owadów.

Pchle samce posiadają prącie zwinięte w spiralę, które rozwija się w drogach rodnych samicy. Inne owady posiadają pokładełka z różnymi końcówkami, które wiją się, nadymają i pulsują w samicy.

Samce pluskwy dosłownie wbijają się swym pokładełkiem w ciało samicy, wprowadzając swój organ poprzez odwłok. Jeszcze inne gatunki posiadają penisy z końcówkami w kształcie wyciora, którymi chędożą wnętrze samicy ze spermy poprzedników, zanim nie wprowadzą własnego nasienia. Aby lepiej wczepić się w samicę, niektóre penisy posiadają haczyki lub zadziorne łuski

A jak mają Neotrogla? Dokładnie odwrotnie.
Samce nie posiadają penisa, zamiast nich mają otworek z niewielką niszą do której wydzielany jest płyn z plemnikami. Natomiast samice posiadają podłużny organ, nazwany gynosomem, ale pełniące funkcje żeńskiego penisa. Podczas kopulacji, samice dosiadają samców od tyłu i wsuwają swój gynosom w otwór z tyłu samca, który następnie pęcznieje i wczepia się w samca małymi haczykami. Owady pozostają tak sczepione jakieś 40-70 godzin.
Jakby odwrotności w wykształceniu narządów było mało, odwrotny jest też kierunek przepływu wydzielin - narząd samic nie nastrzykuje lecz zasysa spermę od samca.
Tak niezwykła budowa i czas trwania kopulacji, tłumaczone są tym, że sperma dawana przez samce oprócz plemników zawiera też dużą ilość substancji odżywczych, stanowiąc odżywkę pozwalającą na wyprodukowanie jajeczek. Najwyraźniej przodkinie dzisiejszych gatunków zaczęły zasysać spermę, i w miarę stopniowego przystosowania wykształcił się im specjalny organ zasysający, pełniący też rolę tymczasowego zbiorniczka na spermę. Wobec tego pokładełka samców stały się nie potrzebne i uległy redukcji.
Na dodatek to samice zabiegają o samców, a ci bywają wybredni odnośnie tego której samicy dadzą się spenetrować

Wszystko na odwrót
--------
* http://www.nature.com/news/female-insect-uses-spiky-penis-to-take-charge-1.15064
* http://insect3.agr.hokudai.ac.jp/psoco-web/pdf/2014CB.pdf