26.4: Jukumu la Mimea ya Mbegu

Ujuzi wa Kuendeleza

• Eleza jinsi tofauti ya angiosperm inatokana, kwa sehemu, kwa mwingiliano nyingi na wanyama
• Eleza njia ambazo pollination hutokea
• Jadili majukumu ambayo mimea hucheza katika mazingira na jinsi ukataji miti unatishia viumbe hai

Bila mimea ya mbegu, maisha kama tunavyojua hayatawezekana. Mimea ina jukumu muhimu katika matengenezo ya mazingira ya duniani kwa njia ya utulivu wa udongo, baiskeli ya kaboni, na kiasi cha hali ya hewa. Misitu mikubwa ya kitropiki hutoa oksijeni na hufanya kama kuzama kaboni dioksidi Mimea ya mbegu hutoa makazi kwa aina nyingi za maisha, pamoja na chakula cha mimea, na hivyo kulisha moja kwa moja chakula cha carnivores. Kupanda metabolites ya sekondari hutumiwa kwa madhumuni ya dawa na uzalishaji wa viwanda.

Wanyama na Mimea: Herbivory

Coevolution ya mimea ya maua na wadudu ni hypothesis ambayo imepata kipaumbele na msaada mkubwa, hasa kwa sababu angiosperms na wadudu walitofautiana kwa wakati mmoja katikati ya Mesozoic. Waandishi wengi wamehusisha utofauti wa mimea na wadudu kwa mbelewele na mimea, au matumizi ya mimea na wadudu na wanyama wengine. Hii inaaminika kuwa imekuwa kama nguvu ya kuendesha gari kama pollination. Coevolution ya mimea na ulinzi wa mimea huzingatiwa katika asili. Tofauti na wanyama, mimea mingi haiwezi kushinda wadudu wala kutumia mimicry kujificha kutoka kwa wanyama wenye njaa. Aina ya mbio za silaha zipo kati ya mimea na mimea. Ili “kupambana” mimea ya mimea, baadhi ya mbegu za mimea-kama vile acorn na persimmon isiyopandwa-ni ya juu katika alkaloids na hivyo haifai kwa wanyama wengine. Mimea mingine inalindwa na gome, ingawa wanyama wengine walitengeneza vipande vya mdomo maalumu ili kuvunja na kutafuna nyenzo za mboga. Mimea na miiba (Kielelezo\(\PageIndex{1}\)) huzuia wanyama wengi, isipokuwa kwa wanyama wenye manyoya yenye manyoya, na ndege wengine wana milipuko maalumu ili kupata ulinzi huo.

Kielelezo\(\PageIndex{1}\): (a) Miiba na (b) miiba ni mifano ya ulinzi wa mimea. (mikopo a: mabadiliko ya kazi na Jon Sullivan; mikopo b: mabadiliko ya kazi na I. Sáček, Sr.)

Herbivory imetumiwa na mimea ya mbegu kwa manufaa yao wenyewe katika kuonyesha mahusiano ya mutualistic. Kugawanyika kwa matunda na wanyama ni mfano wa kushangaza zaidi. Mti huu hutoa mimea chanzo cha lishe cha chakula kwa kurudi kueneza nyenzo za maumbile ya mmea kwa eneo pana.

Mfano uliokithiri wa ushirikiano kati ya mnyama na mmea ni kesi ya miti ya mshita na mchwa. Miti huunga mkono wadudu kwa makao na chakula. Kwa kurudi, mchwa huvunja moyo wa mifugo, uti wa mgongo na wenye uti wa mgongo, kwa kuumwa na kushambulia wadudu wenye kula majani.

Wanyama na Mimea: pollination

Nyasi ni kundi la mafanikio la mimea ya maua ambayo ni upepo wa upepo. Wao huzalisha kiasi kikubwa cha poleni ya poda iliyobeba umbali mkubwa na upepo. Maua ni ndogo na ya wisp-kama. Miti mikubwa kama mialoni, maples, na birches pia ni upepo pollinated.

Zaidi ya asilimia 80 ya angiosperms hutegemea wanyama kwa ajili ya kupiga mbelewele: uhamisho wa poleni kutoka kwa anther hadi unyanyapaa. Kwa hiyo, mimea imeanzisha marekebisho mengi ili kuvutia pollinators. Ufafanuzi wa miundo maalumu ya mimea ambayo inalenga wanyama inaweza kuwa ya kushangaza sana. Inawezekana, kwa mfano, kuamua aina ya pollinator iliyopendekezwa na mmea tu kutokana na sifa za maua. Ndege nyingi au maua ya wadudu hutengeneza nectari, ambayo ni kioevu cha sukari. Pia huzalisha poleni zote zenye rutuba, kwa ajili ya uzazi, na poleni yenye kuzaa yenye matajiri katika virutubisho kwa ndege na wadudu.

Kielelezo\(\PageIndex{2}\): Kama nyuki inakusanya nectari kutoka kwa maua, ni vumbi na poleni, ambayo hueneza kwa maua mengine. (mikopo: John Severns)

Vipepeo na nyuki zinaweza kuchunguza mwanga wa ultraviolet. Maua ambayo kuvutia pollinators hizi kawaida kuonyesha mfano wa chini ultraviolet reflectance kwamba kuwasaidia haraka Machapisho kituo cha maua na kukusanya nectar wakati kuwa vumbi na poleni (Kielelezo\(\PageIndex{2}\)). Kubwa, maua nyekundu na harufu kidogo na sura ndefu ya funnel hupendekezwa na hummingbirds, ambao wana mtazamo mzuri wa rangi, hisia mbaya ya harufu, na wanahitaji shaba kali. Maua nyeupe kufunguliwa usiku kuvutia nondo. Wanyama wengine-kama vile popo, lemurs, na wazi-wanaweza pia kutenda kama mawakala pollinating. Uvunjaji wowote wa mwingiliano huu, kama vile upotevu wa nyuki kutokana na matatizo ya kuanguka kwa koloni, unaweza kusababisha maafa kwa viwanda vya kilimo vinavyotegemea sana mazao ya pollinated.

Uunganisho wa Njia ya sayansi: Upimaji wa Mvuto wa Ndege kwa Harufu

Swali: Je, maua ambayo hutoa cues kwa nyuki huvutia nzizi za carrion ikiwa hupunjwa na misombo ambayo harufu kama nyama iliyooza?

Background: Visitation ya maua na pollinating nzi ni kazi hasa ya harufu. Ndege huvutiwa na nyama na mizigo ya kuoza. Harufu ya putrid inaonekana kuwa kivutio kikubwa. Polyamines putrescine na cadaverine, ambayo ni bidhaa za kuvunjika kwa protini baada ya kifo cha wanyama, ni chanzo cha harufu ya pungent ya nyama iliyooza. Mimea mingine huvutia nzi kwa kuunganisha polyamines sawa na yale yanayotokana na kuoza nyama na hivyo kuvutia nzi za carrion.

Ndege hutafuta wanyama waliokufa kwa sababu kwa kawaida huweka mayai yao juu yao na mabuu yao hulisha nyama iliyooza. Kushangaza, wakati wa kifo unaweza kuamua na entomologist ya kuchunguza mauaji kulingana na hatua na aina ya magogo yaliyopatikana kutoka kwa cadavers.

Nadharia tete: Kwa sababu nzi huvutwa na viumbe vingine kulingana na harufu na si kuona, ua ambao kwa kawaida huvutia nyuki kwa sababu ya rangi zake utavutia nzi ikiwa hupunjwa na polyamini sawa na yale yanayotokana na nyama iliyooza.

Mtihani hypothesis:

1. Kuchagua maua kwa kawaida pollinated na nyuki. White petunia inaweza kuwa uchaguzi mzuri.
2. Gawanya maua katika makundi mawili, na wakati wa kuvaa ulinzi wa jicho na kinga, dawa kundi moja na suluhisho la putrescine au cadaverine. (Putrescine dihydrochloride ni kawaida inapatikana katika 98 asilimia mkusanyiko; hii inaweza diluted kwa takriban 50 asilimia kwa ajili ya jaribio hili.)
3. Weka maua mahali ambapo nzizi zipo, kuweka maua yaliyochapwa na yasiyopigwa yaliyotengwa.
4. Angalia harakati za nzizi kwa saa moja. Rekodi idadi ya ziara ya maua kwa kutumia meza sawa na Jedwali\(\PageIndex{1}\). Kutokana na harakati ya haraka ya nzi, inaweza kuwa na manufaa kutumia kamera ya video kurekodi mwingiliano wa kuruka maua. Rudia video kwa mwendo wa polepole ili kupata rekodi sahihi ya idadi ya ziara ya kuruka kwa maua.
5. Kurudia jaribio mara nne zaidi na aina hiyo ya maua, lakini kwa kutumia vielelezo tofauti.
6. Kurudia majaribio yote na aina tofauti ya maua ambayo kwa kawaida hupandwa na nyuki.

Jedwali\(\PageIndex{1}\): Matokeo ya idadi ya ziara na nzizi kwa sprayed na kudhibiti/unsprayed maua

Jaribio #	Sprayed maua	Unsprayed maua
1
2
3
4
5

Kuchambua data yako: Kagua data uliyoandika. Wastani wa idadi ya ziara kwamba nzi alifanya kwa sprayed maua katika kipindi cha majaribio tano (juu ya aina ya kwanza ya maua) na kulinganisha na kulinganisha yao na idadi ya wastani ya ziara kwamba nzi alifanya kwa unspraye/kudhibiti maua. Je, unaweza kutekeleza hitimisho lolote kuhusu kivutio cha nzizi kwenye maua yaliyochapwa?

Kwa aina ya pili ya maua kutumika, wastani wa idadi ya ziara kwamba nzi alifanya kwa sprayed maua juu ya mwendo wa majaribio tano na kulinganisha yao na wastani wa idadi ya ziara kwamba nzi alifanya kwa unsprayed/kudhibiti maua. Je, unaweza kutekeleza hitimisho lolote kuhusu kivutio cha nzizi kwenye maua yaliyochapwa?

Linganisha na kulinganisha idadi ya wastani ya ziara ambazo nzi zinafanywa kwa aina mbili za maua. Je, unaweza kutekeleza hitimisho lolote kuhusu kuonekana kwa maua kulikuwa na athari yoyote juu ya mvuto wa nzi? Je! Harufu iliondoa tofauti yoyote ya kuonekana, au nzizi zilivutiwa na aina moja ya maua zaidi kuliko nyingine?

Fanya hitimisho: Je, matokeo huunga mkono hypothesis? Ikiwa sio, hii inawezaje kuelezewaje?

Umuhimu wa mimea ya mbegu katika Maisha ya Binadamu

Mimea ya mbegu ni msingi wa mlo wa binadamu duniani kote (Kielelezo\(\PageIndex{3}\)). Jamii nyingi hula karibu tu nauli ya mboga na hutegemea tu mimea ya mbegu kwa mahitaji yao ya lishe. Mazao machache (mchele, ngano, na viazi) hutawala mazingira ya kilimo. Mazao mengi yalitengenezwa wakati wa mapinduzi ya kilimo, wakati jamii za binadamu zilifanya mpito kutoka wawindaji wahamaji-wakusanyaji hadi kilimo cha kilimo na kilimo. Chakula, matajiri katika wanga, hutoa kikuu cha mlo wengi wa binadamu. Maharagwe na karanga hutoa protini. Mafuta yanatokana na mbegu zilizovunjika, kama ilivyo kwa mafuta ya karanga na rapa (kanola), au matunda kama vile mizeituni. Ufugaji wa wanyama pia hutumia kiasi kikubwa cha mazao.

Mazao ya kikuu sio chakula pekee kinachotokana na mimea ya mbegu. Matunda na mboga hutoa virutubisho, vitamini, na fiber. Sukari, ili kutengeneza sahani, huzalishwa kutoka kwa miwa ya monocot na beet ya sukari ya eudicot. Vinywaji vinafanywa kutokana na infusions ya majani ya chai, maua ya chamomile, maharagwe ya kahawa yaliyoangamizwa, au maharagwe Viungo hutoka sehemu nyingi za mimea tofauti: zafarani na karafuu ni stamens na buds, pilipili nyeusi na vanilla ni mbegu, gome la kichaka katika familia Laurales vifaa mdalasini, na mimea ambayo ladha sahani nyingi hutoka majani kavu na matunda, kama vile pungent nyekundu pilipili pilipili. Mafuta mazuri ya maua na gome hutoa harufu ya manukato. Zaidi ya hayo, hakuna mjadala wa mchango wa mbegu kupanda kwa mlo wa binadamu itakuwa kamili bila kutaja pombe. Fermentation ya sukari inayotokana na mimea na wanga hutumiwa kuzalisha vileo katika jamii zote. Katika baadhi ya matukio, vinywaji vinatokana na fermentation ya sukari kutoka kwa matunda, kama vile vin na, wakati mwingine, kutokana na fermentation ya wanga inayotokana na mbegu, kama na bia.

Mimea ya mbegu ina matumizi mengine mengi, ikiwa ni pamoja na kutoa kuni kama chanzo cha mbao kwa ajili ya ujenzi, mafuta, na vifaa vya kujenga samani. Karatasi nyingi zinatokana na massa ya miti ya coniferous. Fiber za mimea ya mbegu kama vile pamba, kitani, na katani zimefungwa ndani ya nguo. Dyes ya nguo, kama vile indigo, ilikuwa zaidi ya asili ya mimea mpaka ujio wa dyes za kemikali za synthetic.

Mwishowe, ni vigumu zaidi kupima faida za mimea ya mbegu za mapambo. Hizi neema nafasi binafsi na za umma, na kuongeza uzuri na utulivu kwa maisha ya binadamu na wasanii msukumo na washairi sawa.

Kielelezo\(\PageIndex{3}\): Binadamu wanategemea mimea kwa sababu mbalimbali. (a) Maharage ya Cacao yalianzishwa Ulaya kutoka kwa Dunia Mpya, ambako ilitumiwa na ustaarabu wa Mesoamerican. Pamoja na sukari, bidhaa nyingine ya mmea, chokoleti ni chakula maarufu. (b) Maua kama tuli hupandwa kwa uzuri wao. (c) Quinine, inayotokana na miti ya cinchona, hutumiwa kutibu malaria, kupunguza homa, na kupunguza maumivu. (d) Violin hii ni ya mbao. (mikopo a: mabadiliko ya kazi na “Everjean” /Flickr; mikopo b: mabadiliko ya kazi na Rosendahl; mikopo c: mabadiliko ya kazi na Franz Eugen Köhler)

Mali ya dawa ya mimea yamejulikana kwa jamii za binadamu tangu nyakati za kale. Kuna marejeo ya matumizi ya mali za kuponya mimea katika maandishi ya Misri, ya Babeli, na Kichina tangu miaka 5,000 iliyopita. Madawa mengi ya kisasa ya matibabu ya kisasa yanatokana au synthesized de novo kutoka metabolites ya sekondari ya mimea. Ni muhimu kutambua kwamba dondoo moja ya mimea inaweza kuwa dawa ya matibabu katika viwango vya chini, kuwa madawa ya kulevya kwa viwango vya juu, na inaweza uwezekano wa kuua kwa viwango vya juu. Jedwali hapa chini linatoa madawa machache, mimea yao ya asili, na matumizi yao ya dawa.

Jedwali\(\PageIndex{2}\): Kupanda asili ya misombo ya dawa na matumizi

Plant	Kiwanja	Maombi
Mauti ya usiku (Atropa belladonna)	Atropine	Kupanua wanafunzi wa jicho kwa mitihani ya jicho
Foxglove (Digitalis purpurea)	Digitalis	Ugonjwa wa moyo, stimulates moyo kuwapiga
Yam (Dioscorea spp.)	Steroids	Homoni za steroid: kidonge cha uzazi wa mpango na cortisone
Efedra (Ephedra spp.)	Efedrini	Decongestant na bronchiole dilator
Pasifiki yew (Taxus brevicolia)	Taxol	Chemotherapy ya kansa; inhibitisha mitosis
Opiamu poppy (Papaver somniferum)	Afyuni	Analgesic (hupunguza maumivu bila kupoteza fahamu) na narcotic (hupunguza maumivu na usingizi na kupoteza fahamu) katika viwango vya juu
Mti wa Quinine (Cinchona spp.)	Quinine	Antipyretic (hupunguza joto la mwili) na antimalarial
Willow (Salix spp.)	Salicylic acid (aspirin)	Analgesic na antipyr

Kazi Connection: Ethnobotanist

Shamba jipya la ethnobotany linasoma mwingiliano kati ya utamaduni fulani na mimea inayotokana na kanda. Mimea ya mbegu ina ushawishi mkubwa juu ya maisha ya kila siku ya binadamu. Sio tu mimea chanzo kikubwa cha chakula na dawa, pia huathiri mambo mengine mengi ya jamii, kutoka nguo hadi sekta. Mali ya dawa ya mimea yalitambuliwa mapema katika tamaduni za binadamu. Kutoka katikati ya miaka ya 1900, kemikali za synthetic zilianza kuchukua nafasi ya tiba za mimea.

Pharmacognosy ni tawi la pharmacology linalolenga dawa zinazotokana na vyanzo vya asili. Kwa utandawazi mkubwa na viwanda, kuna wasiwasi kwamba ujuzi mkubwa wa kibinadamu wa mimea na madhumuni yao ya dawa yatatoweka na tamaduni zilizowaendeleza. Hii ndio ambapo ethnobotanists huingia. Ili kujifunza kuhusu na kuelewa matumizi ya mimea katika utamaduni fulani, ethnobotanist lazima kuleta ujuzi wa maisha ya mmea na ufahamu na kuthamini tamaduni tofauti na mila. Msitu wa Amazon ni nyumbani kwa utofauti wa ajabu wa mimea na inachukuliwa kuwa rasilimali isiyopigwa ya mimea ya dawa; hata hivyo, mazingira yote na tamaduni zake za asili zinatishiwa kutoweka.

Ili kuwa ethnobotanist, mtu lazima awe na ujuzi mpana wa biolojia ya mimea, mazingira na sosholojia. Sio tu mimea ya mimea iliyojifunza na kukusanywa, lakini pia hadithi, maelekezo, na mila zinazounganishwa nao. Kwa ethnobotanists, mimea haionekani tu kama viumbe vya kibiolojia vinavyojifunza katika maabara, lakini kama sehemu muhimu ya utamaduni wa binadamu. Kuungana kwa biolojia ya molekuli, anthropolojia, na ikolojia hufanya uwanja wa ethnobotania kuwa sayansi ya kweli ya mambo mbalimbali.

Biodiversity ya mimea

Biodiversity kuhakikisha rasilimali kwa ajili ya mazao mapya chakula na madawa. Plant maisha mizani mazingira, kulinda watersheds, hupunguza mmomonyoko wa ardhi, moderates hali ya hewa na hutoa makazi kwa aina nyingi za wanyama. Vitisho vya kupanda tofauti, hata hivyo, hutoka pembe nyingi. Mlipuko wa idadi ya watu, hasa katika nchi za kitropiki ambako viwango vya kuzaliwa ni vya juu zaidi na maendeleo ya kiuchumi yanajitokeza, unasababisha kuingiliwa kwa binadamu katika maeneo ya misitu. Ili kulisha idadi kubwa ya watu, wanadamu wanahitaji kupata ardhi ya kilimo, kwa hiyo kuna kusafisha miti kubwa. Mahitaji ya nishati zaidi ya kuimarisha miji mikubwa na ukuaji wa uchumi humo husababisha ujenzi wa mabwawa, mafuriko ya mazingira, na kuongezeka kwa uzalishaji wa uchafuzi wa mazingira. Vitisho vingine kwa misitu ya kitropiki hutoka kwa wafugaji, ambao huingia miti kwa kuni zao za thamani. Ebony na Brazil rosewood, wote katika orodha hatarini, ni mifano ya aina ya miti inayotokana karibu na kutoweka kwa magogo bila kuchagua.

Idadi ya aina za mimea zinazoharibika zinaongezeka kwa kiwango cha kutisha. Kwa sababu mazingira yamo katika usawa mwembamba, na mimea ya mbegu hudumisha uhusiano wa karibu na wanyama-kama wanyamazaji au pollinators-kutoweka kwa mmea mmoja kunaweza kusababisha kutoweka kwa spishi za wanyama zilizounganishwa. Suala halisi na kubwa ni kwamba aina nyingi za mimea bado hazijaorodheshwa, na hivyo nafasi yao katika mazingira haijulikani. Aina hizi zisizojulikana zinatishiwa na magogo, uharibifu wa makazi, na kupoteza pollinators. Wanaweza kutoweka kabla ya kuwa na nafasi ya kuanza kuelewa athari zinazowezekana kutokana na kutoweka kwao. Jitihada za kuhifadhi viumbe hai huchukua mistari kadhaa ya hatua, kutoka kuhifadhi mbegu za heirloom hadi aina za barcoding. Mbegu za Heirloom zinatokana na mimea ambayo kwa kawaida ilipandwa kwa idadi ya watu, kinyume na mbegu zilizotumiwa kwa uzalishaji mkubwa wa kilimo. Barcoding ni mbinu ambayo moja au zaidi ya utaratibu mfupi wa jeni, kuchukuliwa kutoka sehemu yenye sifa nzuri ya jenomu, hutumiwa kutambua spishi kupitia uchambuzi wa DNA.

Muhtasari

Utofauti wa Angiosperm ni kutokana na sehemu ya mwingiliano nyingi na wanyama. Herbivory ina Maria maendeleo ya utaratibu wa ulinzi katika mimea, na kuepuka utaratibu wale ulinzi katika wanyama. Uvuvi (uhamisho wa poleni kwenye carpel) unafanywa hasa na upepo na wanyama, na angiosperms zimebadilika marekebisho mengi ili kukamata upepo au kuvutia madarasa maalum ya wanyama.

Mimea ina jukumu muhimu katika mazingira. Wao ni chanzo cha misombo ya chakula na dawa, na hutoa malighafi kwa viwanda vingi. Ukataji miti wa haraka na viwanda, hata hivyo, kutishia mimea viumbe hai. Kwa upande mwingine, hii inatishia mazingira.

faharasa

kuweka barcoding

Mbinu ya biolojia ya molekuli ambayo moja au zaidi ya utaratibu mfupi wa jeni kuchukuliwa kutoka sehemu yenye sifa nzuri ya genome hutumiwa kutambua spishi

mazao

mmea wa kilimo

mbegu ya urithi

mbegu kutoka kupanda kwamba alikuwa mzima kihistoria, lakini haijawahi kutumika katika kilimo kisasa kwa kiwango kikubwa

mimea ya mimea

matumizi ya mimea na wadudu na wanyama wengine

nekta

kioevu matajiri katika sukari zinazozalishwa na maua ili kuvutia pollinators wanyama

uchavushaji

uhamisho wa poleni kutoka kwa anther hadi unyanyapaa