Δημοσιεύτηκε στο Science στις 22 Ιουλίου 2013, από τον Scott Mori
Ο Scott A. Mori είναι ο Nathaniel Lord Britton Επιμελητής Βοτανικής στον Βοτανικό Κήπο της Νέας Υόρκης. Τα ερευνητικά του ενδιαφέροντα είναι η οικολογία, η ταξινόμηση και η διατήρηση των δέντρων τροπικών τροπικών δασών. Το πιο πρόσφατο βιβλίο του είναι Συλλογή τροπικών φυτών: Από το χωράφι στο Διαδίκτυο.
Τα νερά του Αμαζονίου κυμαίνονται έως και 45 πόδια σε χρόνια έντονων βροχοπτώσεων, που σημαίνει ότι τα φυτά που αναπτύσσονται κατά μήκος του ποταμού υπόκεινται εναλλακτικά σε πλημμύρες την υγρή περίοδο και τα ξηρά εδάφη την ξηρή περίοδο. Για να ανεχτούν αυτά τα ακραία ενδιαιτήματα, ορισμένα φυτά του Αμαζονίου έχουν εξελίξει προσαρμογές και στις δύο καταστάσεις. Ένα τέλειο παράδειγμα είναι το νούφαρο του Αμαζονίου (νίκη της Αμαζονίας), το οποίο έχει προσαρμόσει τον ετήσιο κύκλο ζωής του στην άνοδο και την πτώση των ποταμών αναπτύσσοντας ριζώματα και νέα φύλλα από σπόρους, ανθίζοντας σε υψηλή περιεκτικότητα σε νερό, καρποφορώντας καθώς το νερό υποχωρεί και επιζώντας από χαμηλά επίπεδα νερού ως σπόροι – το καθένα περιβάλλεται από ένα αδιαπέραστο επίχρισμα σπόρων που προστατεύει από την αποξήρανση.
Ωστόσο, παρά όλες τις θαυματουργές προσαρμογές του, η εστίασή μου πέφτει στις συναρπαστικές αλληλεπιδράσεις που έχει αυτό το καταπληκτικό φυτό με τα σκαθάρια που γονιμοποιούν τα άνθη του, καθώς και το νερό που διασκορπίζει τους σπόρους του. Αυτός ο απίστευτος κύκλος ζωής είναι μόνο ένας από τις αμέτρητες αλληλεπιδράσεις φυτών/ζώων που συμβαίνουν σε όλους τους οικοτόπους του κόσμου — και αυτές οι αλληλεπιδράσεις συμβάλλουν δυσανάλογα στην υψηλή ποικιλομορφία φυτών και ζώων στις τροπικές περιοχές.
Προκειμένου να προστατευθούν τα φύλλα που απαιτούνται για την παραγωγή του φωτοσυνθετικού που απαιτείται για το σχηματισμό λουλουδιών και σπόρων, το νούφαρο του Αμαζονίου έχει αιχμηρά αγκάθια που αναπτύσσονται κατά μήκος των φλεβών που εκτείνονται κατά μήκος της κάτω πλευράς των μεγάλων, στρογγυλών φύλλων. Αυτά τα φύλλα χαρακτηρίζονται επίσης από τις ανεστραμμένες άκρες τους. Παρόλο που τα αγκάθια δεν αποτρέπουν τη θήρευση των εντόμων, αποτρέπουν τα θηλαστικά όπως οι μανάτες από το μασάζ στα φύλλα, μια καταστροφική δραστηριότητα που περιορίζει την ικανότητα του φυτού να παράγει λουλούδια και σπόρους.
Αν και είναι από καιρό γνωστό ότι τα σκαθάρια συχνάζουν στα άνθη του νούφαρου του Αμαζονίου, οι λεπτομέρειες αυτής της αλληλεπίδρασης δεν μελετήθηκαν μέχρι το 1976 από τον Ghillean T. Prance (πρώην Αντιπρόεδρο Επιστημών στη NYBG). Αυτός και οι συνεργάτες του ανακάλυψαν ότι τα λευκά άνθη εκπέμπουν ένα ευχάριστο άρωμα το σούρουπο το οποίο, σε συνδυασμό με το λευκό τους χρώμα, προσελκύουν μεγάλους σκαραβαίους. Ο κύριος επικονιαστής σκαθαριών αποδείχθηκε ότι ήταν ένα νέο είδος στην επιστήμη που στη συνέχεια ονομάστηκε Cyclocephala hardyi.
[Not a valid template]
Η ομάδα του Πρανς σημείωσε ότι η θερμοκρασία μέσα στα λουλούδια ήταν περίπου 15 βαθμούς Φαρενάιτ υψηλότερη από τις θερμοκρασίες περιβάλλοντος και ότι η υψηλότερη θερμοκρασία εξαέρωσε τα αρώματα που προσέλκυαν τα σκαθάρια. Αργότερα το βράδυ, τα λουλούδια έκλεισαν και παγίδευσαν τα σκαθάρια μέσα όλη τη νύχτα και το μεγαλύτερο μέρος της επόμενης ημέρας. Μέχρι το επόμενο πρωί, οι ανθήρες είχαν ανοίξει και τα σκαθάρια ξεσκονίστηκαν με γύρη ενώ τρέφονταν με τους σαρκώδεις σταμινάδες. Μέχρι το βράδυ της δεύτερης μέρας, τα λουλούδια είχαν γίνει κόκκινα, δεν έβγαζαν πια άρωμα και άνοιξαν για δεύτερη φορά. Αυτό επέτρεψε στα σκαθάρια να δραπετεύσουν και να πετάξουν σε ένα άλλο φυτό με λευκά άνθη την πρώτη μέρα, όπου η γύρη στο σώμα τους τρίβονταν πάνω στα στίγματα.
Η κίνηση της γύρης από το ένα λουλούδι στο άλλο ονομάζεται γονιμοποίηση. Η ομάδα του Πρανς παρατήρησε επίσης ότι το στίγμα ήταν δεκτικό στη γύρη μόνο στα λουλούδια της πρώτης βραδιάς. Η γύρη βλασταίνει στο στίγμα και παράγει ένα σωλήνα γύρης που μεταφέρει το σπέρμα στο ωάριο, όπου γίνεται η γονιμοποίηση. Αυτή η διαδικασία έχει ως αποτέλεσμα το σχηματισμό ενός εμβρύου και την ανάπτυξη σπόρων. Όταν το στίγμα είναι δεκτικό σε διαφορετικό χρόνο από ό,τι όταν απελευθερώνεται η γύρη, καλείται πρωτογυνίαπου εξασφαλίζει διασταυρούμενη επικονίαση. Αυτή η διαδικασία ενισχύει τη γενετική ποικιλότητα και διασφαλίζει ότι τα φυτά έχουν τη γενετική παραλλαγή που απαιτείται για να προσαρμοστούν στις αλλαγές στο περιβάλλον τους.
Αν και τα σκαθάρια αρχικά έλκονται από τα λουλούδια από το χρώμα και το άρωμα, ανταμείβονται για τις προσπάθειές τους με τροφή με τη μορφή χυμωδών σταμινόδων, ένα ζεστό και ασφαλές μέρος για να περάσουν τη νύχτα και έναν θάλαμο στον οποίο μπορούν να ζευγαρώσουν. Έτσι, τόσο το φυτό όσο και τα σκαθάρια επωφελούνται από αυτή την αμοιβαία σχέση.
Μετά την επικονίαση, τα άνθη έλκονται κάτω από το νερό από τους μίσχους τους που συστέλλονται και παραμένουν βυθισμένα μέχρι να ωριμάσουν οι σπόροι. Αφού ωριμάσουν οι σπόροι, το υπόλοιπο τμήμα του λουλουδιού αποσυντίθεται και οι σπόροι επιπλέουν στην επιφάνεια, βοηθούμενοι από τον άνω σάκο αέρα που περιβάλλει τον καθένα. Οι σπόροι είναι παρασύρθηκε από τα νερά που υποχωρούν του Αμαζονίου και, καθώς τα νερά συνεχίζουν να πέφτουν, εγκλωβίζονται στη λάσπη όπου περνούν τις κακουχίες της ξηρής περιόδου. Κατά την επόμενη βροχερή περίοδο, οι σπόροι βλασταίνουν και αναπτύσσονται στα φυτά της επόμενης σεζόν, ξεκινώντας έτσι τον ετήσιο κύκλο ζωής του νούφαρου του Αμαζονίου—μια διαδικασία που λαμβάνει χώρα σε αρμονία με την άνοδο και την πτώση του ποταμού Αμαζονίου.
