Tudomány

Staghorn páfrányok úgy viselkednek, mint a méhek a kaptárban

KC Burns kedvenc kutatási napjai azok, amikor felteszi a hátizsákját, és napirend nélkül sétál a pusztába. Az ausztrál Lord Howe-sziget egyik túráján egy szarvasfürtös páfrányhalmazra bukkant. Közönséges cserepes növények, de a természetben sűrű, a fák tetejére tapadó telepekben nőnek. A vulkanikus sziget elakadt erdőjében a fák teteje szemmagasságban van.

“Szinte túlnéztem rajta” – mondta Dr. Burns, az új-zélandi Wellingtoni Victoria Egyetem biológusa. Aztán közelebb pillantott, és rájött, hogy a kolónián belüli növények különböző munkákat végeznek a túlélés érdekében. A fentebb növekvő páfrányok viaszos töredékei voltak, amelyek úgy tűnt, hogy az esővizet a kolónia központjába irányítják. Lentebb a páfrányok szivacsosabb leveleket növesztettek, amelyek nedvesek voltak az érintésre. Néhány növény egyáltalán nem szaporodott – úgy tűnt, életüket azzal szentelték, hogy vizet gyűjtsenek szomszédaik kusza gyökereihez.

Dr. Burnsre feltűnt, hogy a páfrányok egyfajta szuperorganizmusként működnek együtt, talán mint a méhek a kaptárban.

“Leültem és arra gondoltam, hogy istenem!” ő mondta. A papír A múlt hónapban az ökológiában megjelent Dr. Burns és társszerzői azzal érveltek, hogy a Platycerium bifurcatum staghorn páfrány telepei egyfajta kollektív magatartást mutatnak, eusocialitás néven. Eddig a tudósok csak egyes állatfajokban ismerték fel az eusocialitást, mint például a méhek vagy a hangyák, amelyek telepekben élnek és megosztják munkájukat.

Annak mérésére, hogy a páfrányok hogyan osztották meg a munkát, a kutatók 24 kolónián belül különböző magasságban növekvő növényekből vettek mintát. Minden növényen kétféle levelet számoltak. Az egyik típus, amelyet fészkefalynak neveztek, lekerekített és többnyire barna színű, a fát úgy illeszti, mint a csészés kezét. A többi hosszú, zöld és villás ág, mint az agancs, spórákat növeszthet az alsó oldalán, amely a páfrányok következő generációjává válik.

Az egyes telepek tetejéhez közelebb eső növényeknél több spóratartó levél volt. A fenék közelében lévő növényeknél több volt a csészés, nem szaporodó fészeklevelek száma. Az egyes növények mintegy 40 százaléka egyáltalán nem szaporodott, mint a munkaméhek.

Ezután a tudósok kivágták az ékeket a fészeklevelekből, megszárították, majd vízbe áztatták, hogy megmérjék, mennyit felhalmozódtak. Megállapították, hogy a telep fenekéből származó fészekrudak jobban felszívódtak.

Mivel a telep gyökerei összekuszálódott hálózatban nőttek, ezek a szivacsos levelek segíthetik az egész kolónia hidratáltságát. A tudósok azt találták, hogy a nagyobb telepeken (a legnagyobb, amelyet tanulmányoztak, 58 egyedi páfrány tartott) több volt a spóratartó levél egy főre vetítve. A nagy csoportban élés tehát javíthatja a páfrányok edzettségét.

A csoportok többnyire családok. “Gyorsan rájöttünk, hogy a genetika fontos” – mondta Dr. Burns, mert az euszociális állatok szorosan kapcsolódó csoportokban élnek.

Amikor a kutatók 11 páfránytelep DNS-ét elemezték, azt találták, hogy a telepen belül a legtöbb növény a lehető legszorosabban kapcsolódik egymáshoz: klónok voltak. Új növények mások gyökérzetében lévő rügyekből származnak – mondta Dr. Burns.

Klónnak lenni „azt jelenti, hogy a különböző egyének genetikailag összehangolják az érdekeiket” – mondta Guy Cooper, az evolúciós biológus az Oxfordi Egyetemen. A növény a szomszédos klón segítésével a saját génjeinek túlélését is segíti.

Dr. Cooper elmondta, hogy szeretne többet megtudni egy telep életciklusáról, és arról, hogy az egyes páfrányok mennyire függenek egymástól.

Még akkor is, ha a szarvaspáfrányok nem olyan szociálisak, mint a méhek, „nagyon jó volt látni, hogy a növényekben hasonló jellegű, összetett társadalmi viselkedés is előfordulhat” – mondta.

Rámutatott arra is, hogy egyes növényeket, amelyek önmaguk klónozásával terjedtek, egy egyednek, nem soknak tartották. Például a nyárfák hatalmas klónligeteket hajtanak ki egy gyökérhálózatból. Utah-i nyárerdő becenéven A pandot néha a világ legnagyobb egyedüli organizmusának nevezik, 106 hektáron terül el.

“Ezután meg kell gondolkodnia néhány további filozófiai kérdésen, hogy vajon kezdetben különböző egyének-e” – mondta Dr. Cooper a páfrányokról. Talán a telepen lévő páfrányok inkább hasonlítanak a test végtagjaira, mint a méhek a kaptárban.

A klónozás azonban nem magyarázza el a szarvaspáfrányok egész történetét. Néhány Lord Howe-sziget kolóniában Dr. Burns és munkatársai egymással nem összefüggő növényeket találtak. Nem tudják, hogy ezek a páfrányok hogyan kerültek a fák tetejébe.

A növények a Föld legrugalmasabb élőlényei közé tartozik – mondta Karen Kapheim, a Utah Állami Egyetem biológusa, aki a méhek társadalmi viselkedésének alakulását tanulmányozza. Talán nem meglepő, hogy a páfrány társadalmi tendenciákat is képes fejleszteni – mondta.

A tudomány egyre többet árul el a növények működéséről viselkedik és kommunikálni– mondta Dr. Kapheim. “Úgy gondolom, hogy ehhez társítva a társadalmi viselkedést illeszkedik a növények új, kialakulóban lévő megértéséhez.”