BROMELIAD: CHARAKTERYSTYKA, NIEBEZPIECZEŃSTWO WYGINIĘCIA, ROZMNAŻANIE - BIOLOGIA - 2026

Bromelia to rodzaj roślin pochodzący z tropikalnego obszaru kontynentu amerykańskiego zwanego Guiana Shield w Wenezueli, należący do rodziny Bromeliaceae. Jednak rośliny innych rodzajów z tej samej rodziny Bromeliaceae są powszechnie nazywane bromeliadami.

Rośliny z rodzaju Bromeliad wyróżniają się skórzastymi, wstążkowymi liśćmi w kolorze zielonym i czerwonym, efektownymi kwiatami panniculus i owocami podobnymi do jagód. Zdecydowana większość bromeliów spełnia ważną funkcję ekosystemu ze względu na ich zdolność do magazynowania wody w strukturze przypominającej zbiornik, którą tworzą ze swoimi liśćmi.

Ryc. 1. Bromeliad z rodzaju Guzmania w Kostaryce. Źródło: Rodtico21, źródło Wikimedia Commons

Te zbiorniki wodne stanowią ciekawy mechanizm adaptacji i przetrwania rośliny oraz pełnią funkcję mikrosiedliska dla zbiorowisk mikroorganizmów roślinnych i zwierzęcych (owady wodne, pająki, mięczaki, płazy, małe gady i małe ptaki).

Klasyfikacja

W zależności od tego, gdzie mieszkają, bromelie można podzielić na:

Ziemskie: jeśli rosną na ziemi,

Rupícolas lub saxícolas: jeśli żyją na kamieniach lub skałach i

Epifity: jeśli żyją na innych roślinach.

Rysunek 2. Bromeliad epifityczny. Źródło: gailhampshire z Cradley, Malvern, Wielka Brytania, za pośrednictwem Wikimedia Commons

Dystrybucja geograficzna i siedlisko

Rodzina Bromeliaceae składa się z około 3170 gatunków rozmieszczonych w 58 rodzajach, zlokalizowanych na kontynencie amerykańskim od południowych Stanów Zjednoczonych na Florydzie po Argentynę, ale głównie w Meksyku, Belize, Gwatemali, Panamie, Antylach, Wenezueli, Kolumbii i jedyny gatunek występujący w Afryce Zachodniej, Pitcarnia feliciana.

Bromelie to rodzaj z dużą liczbą gatunków lądowych i epifitycznych, które zamieszkują ciepły klimat zwrotnikowy od 0 do 2900 m npm, na wydmach przybrzeżnych i wilgotnych lasach tropikalnych.

Roślinom tym udało się przystosować do tropikalnych lasów deszczowych, szczytów tepuis, wyżyn andyjskich, kserofitycznych obszarów wybrzeży Morza Karaibskiego i bagien Stanów Zjednoczonych Florydy.

Ze względu na wysoki stopień endemizmu bromelie stanowią jeden z najważniejszych rodzajów w ich siedlisku, najczęściej wilgotne lasy tropikalne.

Ewolucyjne pochodzenie

Istnieją dwie teorie na temat pochodzenia bromeli. Najpowszechniej akceptowany potwierdza, że ​​we wczesnym oligocenie - etapie geologicznej ewolucji planety 33 miliony lat temu, w którym kontynenty już się oddzieliły - niewielka grupa roślin w tepuis Wenezueli rozpoczęła swoją dywersyfikację. rozproszenie i kolonizacja na kontynencie amerykańskim.

Tepuis

Tepuis (liczba mnoga od Tepuy) to szczególnie strome płaskowyże, z pionowymi ścianami i praktycznie płaskimi szczytami, położone na tarczy Gujany, na południe od Wenezueli. Są to najstarsze odkryte formacje geologiczne na planecie, pochodzące z prekambru.

Słowo Tepuy pochodzi od słowa z rdzennego języka Pemón, które oznacza „górski dom bogów”.

Tipi nie tworzą łańcucha, ale są izolowane pojedynczo. Ze względu na tę cechę izolacji tepiusa mają bardzo szczególne środowiska, w których rozwijają się unikalne formy życia roślin i zwierząt.

Charakterystyka morfologiczna

Rodzaj Bromelia został pierwotnie opisany przez Carolusa Linnaeusa, szwedzkiego botanika i zoologa (1707-1778), twórcę klasyfikacji istot żywych (taksonomii). Nazwa Bromeliad została nadana na cześć szwedzkiego botanika Olofa Bromeliusa (1639-1705).

Gatunki należące do rodzaju Bromelia to rośliny krzaczaste o pewnej złożoności strukturalnej i trwałości siedliska.

Poniżej znajduje się uproszczony ogólny opis morfologiczny roślin z rodzaju Bromeliad.

Korzeń

W bromeliadach epifitycznych (żyjących na innych roślinach) i rupikoli (żyjących na skałach) korzenie kłączowe lub rozłogowe są małe i muszą mieć maksymalną zdolność chwytania ich substratów innych niż gleba.

Trzon

Są to rośliny acaulescence (bez łodygi) lub lekko wrzodowe (krótkie łodygi). Zjawisko to nazywa się redukcją wegetatywną.

Odchodzi

Bromeliady mają długie, wąskie liście w kształcie wstążki, które są jasnozielone i czerwone, skórzaste. Brzeg liścia jest ząbkowany, brzeg ma kolce.

Liście są liczne, wyprostowane, w zdecydowanej większości bromeliów ułożone bardzo ciasno, nakładając się na siebie w formie rozety.

Fakt ten pozwala im mieć niemal unikalną cechę morfologiczną rodziny Bromeliaceae: rozwój struktury przypominającej zbiornik (fitotelmata), w którym gromadzona jest woda deszczowa i materia organiczna, co tworzy siedlisko dla mikroorganizmów, owadów, pajęczaków, mięczaków, płazy, oprócz tego, że służą jako pokarm dla małych gadów i ptaków.

kwiaty

Kwiaty bromeli mają mięsiste płatki, rosną w grupach, na krótkiej osi lub wiechy. Są to bardzo atrakcyjne kwiaty do oglądania. Kwiatostany różnią się znacznie pod względem kształtu, wielkości i koloru.

Owoc

Owoce jagodopodobne, o różnych kolorach, żółte lub różowe, mięsiste, ze spłaszczonymi pestkami.

Rycina 3. Kwiatostan bromeliady. Źródło: GeraldoBARBOZA, źródło Wikimedia Commons

Charakterystyka ekofizjologiczna

Radiacja adaptacyjna

Uważa się, że bromelie są roślinami odnoszącymi sukcesy, ponieważ przetrwały i skolonizowały wiele różnych obszarów Ameryki. Ten sukces tłumaczy się wysoką zdolnością adaptacji.

Promieniowanie adaptacyjne to proces ewolucji biologicznej, który opisuje szybką specjację jednego lub większej liczby gatunków, wypełniając dostępne nisze ekologiczne. Wierzchołki tepusów to miejsca o bardzo niekorzystnych warunkach do rozwoju roślin.

Rysunek 4. Kukenan tepui w Wenezueli. Źródło: Paolo Costa Baldi, źródło Wikimedia Commons

Opady są obfite, gleba skalista nie pozwala na infiltrację i nie zatrzymuje wody. Promieniowanie słoneczne jest bardzo intensywne (ponieważ Tarcza Gujany przecina równikowa linia Ziemi), a wahania temperatury między dniem a nocą są bardzo duże.

Rośliny rosnące w tepuis muszą mieć możliwość rozwoju w środowiskach ubogich w składniki odżywcze, o wysokim nasłonecznieniu i wilgotności, ale o małej dostępności wody glebowej. Z tych powodów w tepuis znajdują się duże obszary pozbawione roślinności.

Mechanizmy adaptacyjne

Bromeliady pokonują wszystkie te trudności, których ogromna większość roślin nie jest w stanie pokonać, dzięki następującym mechanizmom adaptacyjnym.

Występowanie wyspecjalizowanych włosków

Trichomy to struktury wyrostka naskórkowego w postaci brodawek, włosków lub łusek. Mogą służyć jako ochrona przed promieniowaniem ultrafioletowym. Ponadto wydzielają substancje, które służą jako obrona przed drapieżnikami, przyciągają zapylacze, działają przeciwbakteryjnie lub przeciwgrzybiczo.

W roślinach epifitycznych z rodzaju Bromelia trichomy liści pełnią ważną funkcję pochłaniania wody i składników odżywczych z fitotelmu. W niektórych bezzbiornikowych bromeliach, szarawe trichomy pochłaniają wilgoć i składniki odżywcze oraz chronią przed nadmiernym tropikalnym promieniowaniem słonecznym, odbijając padające światło (np. Bromeliady z rodzaju Tillandsia).

Fitotelmata

Fitotelmata to zbiór zbiorników lub złóż wody w roślinach innych niż wodne. Tworzą się w strukturach, takich jak między innymi zmodyfikowane liście, kątowniki liści, kwiaty, perforowane międzywęźle, ubytki w pniach.

Rysunek 5. Zbiornik centralny bromeliady. Źródło: https://www.maxpixel.net/Plant-Bromelia-Purple-Flower-Flora-Botanical-524644

Rodzaj Bromelia ma dużą liczbę gatunków fitotelmata, które zatrzymują wodę w centralnym zbiorniku i / lub w kątach liści. Te małe zbiorniki wodne mogą pełnić funkcję mikro-siedlisk dla wielu różnych organizmów wodnych.

W ten sposób znaczna część bromeliadów poprzez swoje zbiorniki fitotelmata zapewnia idealne warunki wilgotności, temperatury, pożywienia i schronienia przed drapieżnikami, wspierając złożone zbiorowiska organizmów towarzyszących.

Są wśród nich między innymi glony, bakterie, grzyby, mikroskopijne zwierzęta jednokomórkowe, małe skorupiaki, pająki, owady wodne, mięczaki, nicienie, żaby, jaszczurki, legwany.

Zaletą posiadania zbiorników wodnych dla gatunków z rodzaju Bromeliad jest dostępność i rezerwa nie tylko wody, ale także składników odżywczych, takich jak proste związki chemiczne już zdegradowane przez rozkładające się bakterie (bakterie i grzyby), które żyją w fitotelmie i które są bezpośrednio wchłaniane przez trichomy liści.

Terraria w bromeliach

Kąciki liści wielu gatunków bromeliów nie zatrzymują wody, ale są wilgotnymi miejscami z rozkładającym się materiałem organicznym.

Te miejsca pod pachami przekształcają się w mikrosiedliska terrariów, które zapewniają schronienie małym zwierzętom lądowym, takim jak skorpiony, robaki, węże i różne gady.

Metabolizm CAM

Metabolizm kwasowy Crassulaceae lub CAM (z angielskiego: Crassulaceae Acid Metabolism) to szczególny rodzaj metabolizmu występujący w niektórych roślinach.

Większość roślin pochłania i wiąże CO ₂ w ciągu dnia. U roślin z metabolizmem CAM te dwa procesy - wchłanianie CO ₂ i jego wiązanie w organicznych związkach węglowodanowych - zachodzą oddzielnie w dwóch fazach.

W metabolizmie CAM CO ₂ potrzebny do fotosyntezy jest absorbowany przez noc i przechowywany w wakuolach komórkowych w postaci kwasu jabłkowego. Następnego dnia CO ₂ jest uwalniany z kwasu jabłkowego i wykorzystywany do produkcji węglowodanów za pośrednictwem światła słonecznego.

Mechanizm ten pozwala na adaptacyjną zaletę oszczędzania wody, ponieważ w ciągu dnia w godzinach większego nasłonecznienia i maksymalnych temperatur rośliny mogą utrzymywać aparaty szparkowe zamknięte, a tym samym mogą zminimalizować utratę wody przez pocenie.

Adaptacje reprodukcyjne

Rośliny z rodzaju Bromelia mają dwa mechanizmy rozmnażania, jeden płciowy i drugi bezpłciowy.

Rozmnażanie płciowe

Rozmnażanie płciowe za pomocą kwiatów i gamet płciowych jest nieefektywnym procesem w bromeliadach, ponieważ ich kwitnienie występuje w okresach od 2 do 10, 20 i do 30 lat i istnieje możliwość obumarcia rośliny przed rozmnażaniem.

Aby zrekompensować tę widoczną wadę, bromelie mają kilka mechanizmów, które działają jako atraktory dla czynników zapylających, którymi są na ogół kolibry i owady.

Zsynchronizowane z najbardziej aktywnymi i żerującymi stadami kolibrów, bromeliady wydzielają bardziej skoncentrowany i atrakcyjny nektar.

Po fazie największej aktywności kolibrów część tego nektaru opada przez oś podtrzymującą kwiaty i działa jako wabik dla owadów.

Dzięki tym mechanizmom roślina sprzyja wzrostowi liczby zapylaczy i gwarantuje zapylenie krzyżowe lub transport pyłku z jednej rośliny do drugiej.

Rozmnażanie bezpłciowe

Rozmnażanie bezpłciowe zachodzi przez formy wegetatywne, takie jak rośliny potomne, liście lub inne części roślin.

Rośliny potomne są dokładnymi replikami dorosłej rośliny rodzicielskiej (klonów), którą może wytworzyć. Względne rośliny wytwarzają rośliny potomne w różnej liczbie zaraz po kwitnieniu.

Kiedy dzieci lub liście roślin opadają na podłoże, tworzą korzenie, utrwalają się i rosną, rozwijając inną roślinę o tym samym ładunku genetycznym, co roślina względna. Rośliny potomne rosną w tym samym miejscu, w którym rosła względna roślina, z bardzo dużym prawdopodobieństwem przeżycia.

Te dwa mechanizmy rozrodcze bromeli są wzmocnione i prowadzą do pomyślnego wyniku.

Skojarzenia ze zwierzętami

Rodzaj fauny związany z bromeliadami zależy między innymi od stopnia narażenia na drapieżniki lądowe i powietrzne, ekstremalnych czynników środowiskowych, takich jak silne wiatry czy intensywne promieniowanie słoneczne.

Najlepsze warunki bytowe dla płazów i gadów zapewniają bromeliady, które rosną w środkowym okapie (od 2 do 4 m powyżej linii podstawowej).

Myrmekofilia

Termin myrmekofilia oznacza dosłownie „miłość do mrówek” i odnosi się do wzajemnych skojarzeń z mrówkami. Istnieje ścisły związek między bromeliadami a mrówkami.

Bromelie zapewniają bezpieczne siedlisko i pożywienie dla mrówek; mrówki energicznie bronią miejsca zasiedlenia, ale dodatkowo ich odchody - odchody i martwe mrówki - wrzucone do zbiornika wodnego służą jako składniki odżywcze dla rośliny.

Zagrożenie wyginięciem

Kilku badaczy zgłosiło niebezpieczeństwo wyginięcia, na które narażone są bromelie. Dzieje się tak, ponieważ większość tych roślin to epifity i rosną na drzewach, często są one uważane za inwazyjne chwasty pasożytnicze i są eksterminowane przez rolników i ogrodników.

Widzieliśmy już, że epifityczne bromelie używają drzew tylko jako punktu podparcia i wsparcia; jego korzenie nie pełnią funkcji odżywczych i wchłaniania wody. Nie są roślinami pasożytniczymi.

Zniszczenie siedlisk bromeliad, takich jak przybrzeżne namorzyny i tropikalne lasy chmurowe, przez wylesianie, wycinkę i mega-górnictwo oraz masowe wykorzystywanie bez środków ochronnych ich kwiatów, liści i całej rośliny jako ozdobnej, powoduje wyginięcie tych roślin .

Dbaj o jego uprawę

Bromelie powinny być uprawiane na pniach drzew przy średnim nasłonecznieniu, a ich zbiornik powinien być wypełniony wodą. Temperatura powinna wahać się od 20 do 35 stopni Celsjusza, w zależności od konkretnego gatunku.

Do zbiornika można dodawać bardzo rozcieńczone roztwory kompostu, soli odżywczych i alg, ale uprawa na zewnątrz generalnie nie wymaga dużej pielęgnacji.

Oprócz szczątków zwierzęcych opadanie liści, gałązek i innych części roślin z górnego okapu w zbiorniku wodnym wytwarza wystarczającą ilość składników odżywczych dla rośliny.

Bibliografia

1. Armbruster, P., Hutchison, RA i Cotgreave, P. (2002). Czynniki wpływające na strukturę zbiorowisk w Ameryce Południowej zajmują się zbiorowiskiem bromeliadów. Oikos. 96: 225-234. doi: 10.1034 / j.1600-0706.2002.960204.x
2. Dejean, A., Petitclerc, F., Azémar, F., Pelozuelo, L., Talaga, S., Leponce, M. and Compin, A. (2017). Życie wodne w neotropikalnych koronach lasów deszczowych: Techniki wykorzystujące sztuczne fitotelmaty do badania zbiorowisk bezkręgowców. Rendus Biologies. 341 (1): 20-27. doi: 10.1016 / j.cvri.2017.10.003
3. Dejean, A., Talaga, S. and Cereghino, R. (2018), Tank bromeliad podtrzymują wysoką produkcję wtórną w lasach neotropikalnych. Nauki wodne. 80 ust. 2. doi: 10.1007 / s00027-018-0566-3
4. Frank, JH i Lounibos, LP (2009). Owady i sojusznicy związani z bromeliadami: przegląd. Recenzje stawonogów lądowych. 1 (2): 125-153. doi: 10.1163 / 18748308X414742
5. Hietz, P., Ausserer, J. and Schindler, G. (2002). Wzrost, dojrzewanie i przetrwanie epifitycznych bromelii w meksykańskim lesie mglistym. Journal of Tropical Ecology. 18 (2): 177–191. doi: 10.1017 / S0266467402002122
6. Texeira de Paula J., A., Figueira Araujo, B., Jabour, V., Gama Alves, R. and Campo Divino, A. (2017). Bezkręgowce wodne związane z bromeliadami we fragmentach Lasów Atlantyckich. Biota Neotrop. 17 (1): 1-7. doi: 10.1590 / 1676-0611-bn-2016-0188
7. Wagner, K. i Zotz, G. (2018). Bromelie epifityczne w zmieniającym się świecie: wpływ podwyższonego poziomu CO ₂ i zmiennego zaopatrzenia w wodę na wzrost i stosunki odżywcze. Plant Biology J. 20: 636-640. doi: 10.1111 / plb.12708