Utricularia resupinata

	Ilustracja botaniczna
Utricularia resupinata 1913.
Klasyfikacja naukowa
Królestwo:	Planty
Klad :	Tracheofity
Klad :	okrytozalążkowe
Klad :	Eudikotki
Klad :	Asterydy
Zamówienie:	Lamiales
Rodzina:	Lentibulariaceae
Rodzaj:	Utricularia
Podrodzaj:	Utricularia subg. Utricularia
Sekcja:	Utricularia . lektyka
Gatunek:	U. resupinata
Nazwa dwumianowa
	Utricularia resupinata; Greene z Bigelow
Synonimy
	Lecticula resupinata (Green ex Bigelow) Barnhart ; U. greenei Oakes ;

Utricularia resupinata , popularnie znana jako pęcherznica lawendowa lub północno-wschodnia pęcherznica , to mała wieloletnia podwodna mięsożerna roślina należąca do rodzaju Utricularia (rodzina Lentibulariaceae ). Pochodzi ze wschodniej Kanady , Stanów Zjednoczonych i Ameryki Środkowej . Ten gatunek rośliny ma interesującą etymologię, wzorzec wzrostu, ekologię i historię badań. Jako roślina zagrożona lub zagrożona w wielu stanach, w których występuje, jest kandydatem do rozsądnych działań ochronnych.

Opis botaniczny i etymologia

Publikacje botaniczne tego gatunku często opisują go jako „ Utricularia resupinata BD Greene ex Bigelow”, identyfikując jego nazwę naukową ( Utricularia resupinata ), rodzaj ( Utricularia ), specyficzny epitet ( resupinata ), pierwotnego odkrywcę ( Benjamin Daniel Greene ), oraz wydawca pierwszych informacji o gatunku ( Jacob Bigelow ). Nazwy naukowe w botanice są definiowane przez tak zwaną dwumianową nomenklaturę rośliny lub użycie dwóch nazw dla gatunku, rodzaju i epitetu. Osoba, która opisuje i publikuje nowy gatunek, nie może nazwać go dla siebie. Roślina może zostać nazwana na cześć osoby, która ją zebrała jako pierwsza, lub na podstawie lokalizacji, cechy rośliny i wielu innych. W tym przypadku epitet pochodzi od łacińskiego słowa resupinata . Etymologia nazwy Utricularia resupinata pochodzi od dwóch łacińskich słów – utriculus , co oznacza „mała butelka” i odnosi się do jej pęcherzy łapiących owady, oraz słowa resupinata , które oznacza „wygięty lub odrzucony”, w odniesieniu do górnej części kwiatu pęcherzowca.

Forma rośliny

Ilustracja botaniczna tego gatunku pęcherzowca z 1913 r. Przedstawia delikatną łodygę o długości od 2 do 12 cali rosnącą wzdłuż lub tuż pod powierzchnią w bardzo płytkiej wodzie na smukłym systemie korzeniowym lub podstawowym; liście są drobne lub nieobecne, często zakopane w piasku lub błocie; efektowny niebieski do fioletowego kwiat kwitnie od sierpnia do września z dwuwargowym płatkiem podtrzymywanym przez cienką łodygę, górną wargą skierowaną do góry i trójpłatkową dolną wargą z wypustką lub woreczkiem wystającym z podstawy płatka; owoc tworzy dwuzaworowy woreczek zawierający małe nasiona, na oddzielnej łodydze wyłaniającej się z przylistka tuż nad podstawą rośliny, jakby jej łodyga znajdowała się na kanapie lub w doniczce, a owoce są suche i pękają, gdy są dojrzałe; pęcherzowiec rozmnaża się zarówno płciowo przez nasiona, jak i bezpłciowo, wytwarzając zwarte pąki lub turiony, które uwalniają się od rośliny macierzystej i rozprzestrzeniają się w pobliżu, dając początek nowym roślinom. „Go Botany” Native Plant Trust szczegółowo wymienia cechy Utricularia resupinata , stwierdzając, że roślina ma żywotność dwóch lat lub więcej. Cecha tej mięsożernej rośliny do chwytania i trawienia życia zwierzęcego jest głównym czynnikiem umieszczającym ją w Lentibulariaceae lub pęcherznicy – z typowym systemem roślinnym mieszczącym od kilkunastu do stu pęcherzy o średnicy od 1 do 6 mm lub „pułapek” na drobne zwierzęta. Przedstawiony tutaj kwiat jest dobrą ilustracją efektownego kwiatu lawendy tego pęcherzowca z wystającym dolnym workiem.

Wzrost roślin i ekologia

Utricularia resupinata rośnie na obrzeżach terenów podmokłych lub wzdłuż brzegu lub w płytkiej wodzie stawów, jezior lub rzek. Można go znaleźć w wilgotnej piaszczystej glebie niedawno budowanych dróg. Idealne warunki wzrostu to piaszczyste podłoże pokryte cienką warstwą błota lub błota. Wydaje się, że w swoim północnym zasięgu kwitnie tylko wtedy, gdy występują niskie poziomy wody w tym samym czasie, gdy występują wyższe niż średnie temperatury. Uważano, że został wytępiony w Indianie , dopóki nie został ponownie odkryty w 2005 roku.

okaz Utricularia resupinata został zebrany przez George'a R. Cooleya, RJ Eastona, Carrolla E. Wooda Jr. i C. Earle'a Smitha Jr. w maju 1961 r. na brzegu jeziora Tsala Apopka na Florydzie w pół cala wody. Ten okaz jest częścią Uniwersytetu Południowej Florydy i przedstawia go w fazie kwitnienia, z grubą siecią łodyg i rozłogów, suszonymi kwiatami, drobnymi liśćmi i pęcherzami oraz łodygami z nasionami.

Rozkład geograficzny

Profesor Asa Gray opublikował pierwsze z ośmiu wydań swojego Podręcznika botaniki w 1848 r., z ograniczonym zasięgiem odnotowanym dla zebranych okazów Utricularia resupinata „na piaszczystych obrzeżach stawów, od East Maine do Rhode Island”. „Biuletyn Towarzystwa Botanicznego Torrey ” – wydawany w Nowym Jorku przez pierwszy taki klub w obu Amerykach – szybko ogłosił, że członek Syracuse Botanical Club znalazł go poza tą ograniczoną strefą „w North Woods, Fenton's No. 4, Lewis Co., Nowy Jork, sierpień 1879 , jak nas poinformowano, na bagnistym brzegu jeziora”.

Frank Tweedy został zatrudniony w 1876 roku do badania i mapowania dorzecza Beaver River dla Adirondack Survey Verplancka Colvina w Nowym Jorku (stan) , realizując swoją pasję zbierania roślin w każdą niedzielę, i odpowiedział na to ogłoszenie w Torrey Bulletin z jego własne odkrycie Utricularia resupinata w kilku innych lokalizacjach. Był to pierwszy z ponad 6000 oficjalnie zgłoszonych okazów zebranych przez Tweedy'ego, większość z nich w Górach Skalistych :

Zebrałem tę roślinę w sierpniu 1875 r. w tym samym miejscu… a mianowicie na błotnistym brzegu Beaver Lake, nr 4, Lewis Co., NY W zeszłym sezonie zebrałem sporo tej samej rośliny na brzegu Big Moose Lake, Herkimer Co., NY, oraz w Twitchell Lake, w tym samym hrabstwie. Nie sądzę, żeby to było rzadkością w północnym Nowym Jorku.

Od czasu znalezisk Tweedy'ego głęboko w górach Adirondack , Utricularia resupinata została znaleziona w Kanadzie, wschodnich Stanach Zjednoczonych aż po stany Wielkich Jezior iw Ameryce Środkowej. Mapa zasięgu stworzona przez „The Floristic Synthesis of North America (BONAP)” pokazuje szerszy zasięg tego gatunku, chociaż w wielu stanach jest on coraz bardziej zagrożony.

Taksonomia roślin

Na szczycie oferowanej tu taksonomii lub klasyfikacji naukowej znajduje się królestwo roślin ( Plantae ), a następnie szereg „ kladów ” lub grup monofiletycznych składających się ze wspólnego przodka i wszystkich jego potomków w linii prostej: Klad roślin naczyniowych ( tracheofity ) ; klad roślin kwiatowych ( okrytozalążkowych ); klad roślin kwitnących z dwoma nasionami podczas kiełkowania ( Eudicots ); klad roślin kwitnących, który ma tylko jednego wspólnego przodka ( Asterids ); oraz kolejność roślin kwiatowych jako podgrupę asterydów o specyficznych cechach, takich jak przeciwległe liście ( Lamiales ). Ten ogromny rząd Lamiales obejmuje 23 810 gatunków, 1059 rodzajów i jest podzielony na 24 rodziny roślin.

Utricularia resupinata pasuje do wszystkich tych większych kategorii roślin, a jej rodzina (biologia) — następna kategoria w klasyfikacji naukowej — obejmuje tylko rośliny mięsożerne ( Lentibulariaceae ). Rodzina ta składa się z trzech rodzajów — korkociągów ( Genlisea ), motyli ( Pinguicula ) i pęcherzycowatych ( Utricularia ). W tej ostatniej grupie lub rodzaju 240 gatunków znajdujemy Utricularia resupinata , z jej „synonimami” lub taksonami roślin, które doświadczyły zmiany nazwy. Wymieniony tutaj jest Lecticular resupinata, nazwa nadana Ultricularia resupinata przez Barnharta w 1913 roku i Utricularia greenei, nazwa nadana jej przez Oakesa w 1841 roku . .

Angiosperm Phylogeny Group (APG) – nazwana tak od kladu roślin kwitnących – to międzynarodowa grupa botaników, którzy pracują nad ustaleniem standardowej taksonomii roślin dla wszystkich roślin kwitnących. Wcześniejsze taksonomie były zwykle ustalane przez dany naród lub szkołę botaniczną, stąd wiele różnic. Pierwszy system kategoryzacji roślin APG powstał w 1998 r., a aktualizacje w 2003 r. ( APG II ), 2009 r. ( APG III ) i 2016 r. ( APG IV ). Klasyfikacja naukowa lub taksonomia przedstawiona w tym artykule jest oparta na nowszych pracach APG III i IV.

Lista oferowana na stronie internetowej Departamentu Rolnictwa Stanów Zjednoczonych pokazuje, jak ogromne jest naprawdę ziemskie „Drzewo Życia”, a ta ośmiostronicowa lista obejmuje tylko główne działy, rodziny, rzędy i klasy roślin kwitnących w znacznie większym królestwie roślin. Wyszukiwanie w tym wykazie umożliwia znalezienie królestwa, zakonu i rodziny Utricularia resupinata.

Historia badań

Odkrycie

„ Utricularia resupinata BD Greene ex Bigelow” identyfikuje naukową nazwę gatunku z pierwszą osobą, która odkryła tę kwitnącą roślinę – prawnikiem z Massachusetts, Benjaminem Danielem Greene (1793-1862), którego odkrycie zostało opisane w tym, co stało się standardowym źródłem botanicznym dla tej rośliny. okres, z następującą krótką notatką: „Greene, MS Greene's dziurawiec… Mały delikatny gatunek o fioletowych kwiatach, odkryty przez BD Greene, Esq. w [stawie w] Tewksbury. Middlesex Co, MA”. Amerykański botanik, lekarz i ilustrator botaniczny Jacob Bigelow (1787–1879) opublikował swoje pierwsze wydanie Florula Bostoniensis w 1814 r. - szczegółowe badanie flory w aglomeracji Bostonu, z dodaniem sąsiednich stanów Nowej Anglii w późniejszych wydaniach.

Okazy w zielnikach

Dwa znaleziska pęcherzycy Franka Tweedy'ego znajdują się obecnie w zielnikach Nowej Anglii, jedno na Uniwersytecie Harvarda , a drugie na Uniwersytecie Vermont , oba zebrane w 1879 r. na brzegu jeziora Big Moose w hrabstwie Herkimer w stanie Nowy Jork. Zielnik zielnik w liczbie mnogiej) to zbiór okazów roślin, które zostały zachowane do badań naukowych. Przeszukanie wszystkich zielników tego gatunku w konsorcjum Mid-Atlantic Herbaria Consortium daje 609 znalezisk, poczynając od okazu BD Greene'a, który jest obecnie wystawiany w Ogrodzie Botanicznym w Nowym Jorku , umieszczony na tej liście z datą jego odkrycia, 1829. Reszta kolekcji obejmuje okres od tego czasu do najnowszego okazu znalezionego w Lake Hartwell, Karolina Południowa 9 października 2019 r., z następującym opisem: „Kolonia rosnąca masowo, na brzegu w miejscu, gdzie wody jeziora opadły. Obfita kolonia rozciągająca się daleko w górę brzegu i na zakręcie zatoki. Liście splątane w błocie, niektóre rośliny wydają wczesne owoce. Kwiaty bardzo jasnoróżowe.”

Wczesne badanie pęcherza roślinnego

Jedną z pierwszych uczennic Utricularia resupinata i jej mięsożernej rodziny ( Lentibulariaceae ) była Mary Treat (1830-1923), przyrodnik, który wniósł znaczący wkład w botanikę i entomologię. Spędziła wiele godzin nad swoim mikroskopem, obserwując pęcherze lub pułapki wzdłuż systemu podtrzymującego łodygi, próbując odkryć, w jaki sposób „te małe pęcherze” chwytają i trawią zdobycz. Pierwotnie sądzono, że seria pęcherzy na łodygach i korzeniach „unosi roślinę”. Mary Treat była „jedną z pierwszych naukowców, która podejrzewała, że pęcherze są w rzeczywistości pułapkami na małe stworzenia, a nie urządzeniami unoszącymi powietrze”.

W książce zatytułowanej Through a Microscope Mary Treat napisała cały rozdział poświęcony rodzajowi Utricularia , zastanawiając się nad „cudownym” procesem, dzięki któremu działały te pęcherze:

Znalazłem prawie wszystkie pływające zwierzęta, jakie znam, schwytane w te pułapki roślinne; a gdy zostaną złapani, nigdy nie uciekną. Ich wejście jest dość łatwe; przy ujściu pęcherza znajduje się czuły zawór, który, jeśli go dotknie, otwiera się i wciąga je tak szybko, jak błyskawica. Te otwierające się w dół pęcherze chwytają nie tylko zwierzęta, ale, co jeszcze wspanialsze, silne larwy owadów.

Korespondencja między Karolem Darwinem a Mary Treat

Mary prowadziła również pięcioletnią korespondencję z biologiem Charlesem Darwinem , który badał rośliny mięsożerne, debatując nad tym, w jaki sposób owady dostały się do tych pęcherzy, ostatecznie przekonując go do swojej teorii. Opowiedziała o tym w tym samym rozdziale i warto zacytować tę historię z wczesnej historii botaniki:

Ci, którzy czytali bardzo interesującą książkę pana Darwina o roślinach owadożernych, z pewnością zauważyli, że mówi on, że zastawka Utricularia nie jest w najmniejszym stopniu wrażliwa i że małe stworzenia wdzierają się do pęcherzy – ich głowy zachowują się jak klin . Ale tak nie jest, o czym przekonał się sam Darwin kilka lat przed śmiercią. W swój zwykły uprzejmy, łaskawy sposób przyznał, że się mylił i z gracją powiedział, że zastawka musi być wrażliwa, chociaż nigdy nie mógł wzbudzić żadnego ruchu. W liście do mnie datowanym na 1 czerwca 1875 pisze: „Czytałem twój artykuł (w Harper's Magazine ) z największym zainteresowaniem. Z twoich doskonałych obserwacji z pewnością wynika, że zastawka jest wrażliwa… Nie mogę zrozumieć, dlaczego nigdy nie mogłem z całym moim bólem wzbudzić żadnego ruchu. Jest całkiem jasne, że bardzo się mylę co do tego, że głowa zachowuje się jak klin. Napływ żywej larwy jest zdumiewający”.

Zmiana nazwy

Utricularia resupinata została przeniesiona do nowego rodzaju w miarę postępu botaniki, a lider New York Botanical Garden (NYBG) John Hendley Barnhart (1871-1949) sklasyfikował ten gatunek w 1913 r. jako „Lecticula”, sekcję rodzaju Ultricularia . Oparł tę zmianę taksonomii na jej niezwykłych przylistkach macierzystych wymienionych powyżej: „ Utricularia sect. Lecticula to sekcja z rodzaju Utricularia , która pierwotnie była opisana jako rodzaj Lecticula w 1913 roku przez Johna Hendleya Barnharta. Dwa gatunki w tej sekcji to małe podwodne rośliny mięsożerne, które wyróżniają się unikalnymi przylistkami, które są ugruntowane i rurkowate. Oba gatunki pochodzą z Ameryki Północnej i Południowej”. Botanik Norman Taylor (1900-1975) we współpracy z NYBG opublikował Flora in the Vicinity of New York w 1915 roku, informując o nowej kategorii (i nazwie) Barnharta dla Utricularia resupinata . W ramach Lentibulariaceae lub pęcherznicy zidentyfikował trzy rodzaje - Vesiculina Raf., Utricularia L. i Lecticula Barnhart, z wydrukowaną Utricularia resupinata z nową nazwą w tym trzecim rodzaju. Poniższy komentarz opisał tę sekcję rodzaju: „ L. [ Lecticula ] resupinata (BD Greene) Barnhart. Na piaszczystych torfowiskach i obrzeżach stawów: Ja. na Florydę, na zachód do Misz. Rzadki." Lecticula resupinata jest zatem roślinnym synonimem Utricularia resupinata .

Systematyczne badanie rodzaju Utricularia

Peter Geoffrey Taylor (1926-2011) poświęcił 41 lat na badania i obserwacje rodzaju Utricularia . W 1989 roku opublikował The Genus Utricularia: A Taxonomic Monograph with Utricularia resupinata , jeden z 240 gatunków tego rodzaju, a obecnie pod jego pierwotną nazwą. Taylor zilustrował 214 z tych gatunków w swojej książce, uważanej za przełomową dzięki dogłębnemu badaniu całego rodzaju: „Lista gatunków i klasyfikacja Taylora są obecnie ogólnie akceptowane z pewnymi dodatkami nowo opisanych taksonów i modyfikacjami opartymi na badaniach filogenetycznych.

Ciągłe zainteresowanie pęcherzem roślinnym

Mary Treat wielokrotnie obserwowała pod mikroskopem maleńkie pęcherze z rodzaju Utricularia , które łapią maleńkie zwierzęta, na przykład larwa komara wyzwala wrażliwe włókna w ujściu pęcherza, zatrzaskując go. Ale jedna tajemnica ją zaskoczyła: „Szybko przekonałam się, że zawór był bardzo wrażliwy na dotknięcie we właściwym miejscu, ale do dziś nie mogę powiedzieć, jaka jest siła, która tak szybko wciąga stworzenia do środka”. Niedawne badania oparte na filogenetyce odpowiedziały na niektóre pytania i postawiły inne. Pęcherz Utricularia od dawna fascynował naukowców. „Chociaż Utricularia pułapki są najmniejsze spośród pułapek na rośliny mięsożerne, są prawdopodobnie najbardziej wyrafinowane i skomplikowane”.

Trzy obserwacje z ostatnich badań

Czeski botanik Lubomir Adamec podsumował szeroko zakrojone badania, które przeprowadzono ostatnio na gatunkach z rodzaju Utricularia – ze szczególnym uwzględnieniem ich mięsożernego pęcherza moczowego. Trzy rzeczy są jasne. Roślina ta wydatkuje ogromną ilość energii przez swój sznur pęcherzy. „Kiedy ofiara dotknie włosków czuciowych znajdujących się na drzwiach pułapki, otwierają się one, małe zwierzę zostaje wciągnięte do pułapki i klapa ponownie się zamyka. Ten proces odpalania jest zakończony w ciągu 10-15 ms [milisekund] i jest to najszybszy znany ruch rośliny”. Źródłem tej energii ATP jest trójfosforan adenozyny , cząsteczka służąca do magazynowania i przenoszenia energii w komórkach, pozostaje wciąż otwartą kwestią badawczą. To Utricularia resupinata , przedstawiające dwa pęcherze na łodydze rośliny, ukazuje luminescencję tych pęcherzy z ich „drzwiami pułapki” i rozgałęziającymi się włóknami wyzwalającymi.

Po drugie, nie wszystkie najmniejsze zwierzęta wessane do pułapek Utricularia są trawione, ponieważ stwierdzono, że niektóre organizmy w tej „zupie z pęcherza” faktycznie pomagają w rozkładzie zdobyczy, w procesie podobnym do tego, co dzieje się w wydajnym systemie septycznym. „Pomimo niewielkiej objętości płyn pułapkowy w Utricularia jest stale zamieszkiwany przez różne komensale mikroorganizmy – bakterie, cyjanobakterie, mikrogrzyby, algi, euglena, dinofity, pierwotniaki (rzęski) i wrotki – które żyją w wzajemnej interakcji z rośliną”. Ta „miniaturowa sieć pokarmowa” oferuje wiele możliwości ekologicznych, a potencjalne zastosowania czekają na dalsze badania.

Po trzecie, obecność lub brak tlenu w pęcherzu jest kluczową częścią tego „wyrafinowanego i skomplikowanego” procesu. „Dlatego schwytane organizmy albo umierają z niedoboru tlenu _i stają się ofiarami, albo są w stanie tolerować anoksję i są komensalami. Pułapki Utricularia prawdopodobnie zabijają swoją ofiarę przez uduszenie. Streszczenie badań Lubomira Adamca, choć techniczne, zachęca czytelnika do czerpania z wiedzy z zakresu wszystkich nauk fizycznych i przyrodniczych. Skomplikowany zbiór zastawek wewnątrz pęcherza pomaga zarządzać tym złożonym narządem – zachęcając czytelnika do docenienia jego mechaniki, pompowania wody do i z dużej prędkości i ciśnienia; jego elektrochemia, przenoszenie wystarczającego napięcia po uruchomieniu, aby utrwalić proces; i poznanie symbiozy maleńkich gatunków zwierząt wewnątrz tego botanicznego pęcherza, albo ułatwiając trawienie, albo stając się pokarmem.

Stan ochrony

Istnieją poważne obawy co do stanu ochrony Utricularia resupinata w całej dystrybucji geograficznej, z następującą listą podaną przez źródło Departamentu Rolnictwa USA w „Zagrożonych i zagrożonych informacjach”: „O szczególnej trosce” to Rhode Island i Tennessee; wymienione jako „Zagrożone” to Massachusetts i Vermont; „Zagrożone” obejmują Connecticut, Maine, Maryland i New Jersey; i oznaczone jako „wytępione” to Indiana i Pensylwania, gdzie niedawno odkryto społeczność gatunków. Podaje się trzy powody, dla których ten gatunek jest przedmiotem szczególnej troski, jest zagrożony, zagrożony lub wytępiony - intensywne rekreacyjne użytkowanie dróg wodnych; wysoki poziom składników odżywczych z nawozów do trawników lub wadliwych systemów septycznych; oraz konkurencja ze strony rodzimych lub obcych gatunki inwazyjne . Potrzebny jest plan ochrony w celu ochrony i rozprzestrzeniania się tego delikatnego, ale ważnego gatunku, który tak fascynował Franka Tweedy'ego, Mary Treat, Karola Darwina oraz pokolenia botaników i biologów.

Zobacz też