Czy rośliny mogą zjadać rośliny czyli o pasożytniczych roślinach
Tom 56 2007 Numer 1 2 (274 275) Strony 133 142 AnnA DzierżyÅ„skA Katedra Fizjologii RoÅ›lin, WydziaÅ‚ Rolnictwa i Biologii, SGGW Nowoursynowska 159, 02-776 Warszawa e-mail: anna_dzierzynska@sggw.pl CZY ROÅšLINY MOG ZJADAĆ ROÅšLINY CZYLI O PASOÅ»YTNICZYCH ROÅšLINACH NASIENNYCH WSTP CZYLI DLACZEGO POWSTAAA TA PRACA Przedstawienie zarysu aktualnej wiedzy możliwość przewidywania reakcji na efekt na temat fizjologii zjawiska pasożytnictwa w cieplarniany ekosystemów naturalnych i obrÄ™bie roÅ›lin nasiennych, poprzez analizÄ™ sztucznych, w których wystÄ™pujÄ… pasożyty mechanizmów i skutków tego zjawiska, daje nasienne. CO TO S PARAZYTOFITY CZYLI NA CZYM POLEGA ZWIZEK PASOÅ»YTNICZY ROÅšLIN KWIATOWYCH RoÅ›liny pasożytnicze, nazywane także pa- ki obu organizmów. WyjÄ…tek stanowiÄ… wtór- razytofitami, to takie okrytonasienne roÅ›liny ne haustoria roÅ›lin z rodzaju Hyobanche, kwiatowe, które za pomocÄ… specjalnego or- utworzone z przeksztaÅ‚conych Å‚uskowatych ganu absorpcyjnego haustorium przy- liÅ›ci (Nickrent 2002). Istnieje ogromna róż- twierdzajÄ… siÄ™ do innej roÅ›liny. Jest to zróż- norodność pod wzglÄ™dem miejsca wytwo- nicowana grupa roÅ›lin, których wzrost zależy rzenia, budowy, wielkoÅ›ci, iloÅ›ci i dÅ‚ugoÅ›ci caÅ‚kowicie lub częściowo od skÅ‚adników po- życia ssawek (Ayres i współaut. 1996). PoÅ‚Ä…- karmowych dostarczanych przez haustorium czenie to umożliwia nawet wymianÄ™ genów z roÅ›liny gospodarza (AcyorD i GrAves pomiÄ™dzy pasożytem i gospodarzem (Mower 1997). Pasożyt (gr. para przy, obok; sitos i współaut. 2004). pokarm lub ziarno), to organizm żywiÄ…cy RoÅ›liny pasożytnicze stanowiÄ… okoÅ‚o 1% siÄ™ kosztem innego organizmu. Pasożyt ko- wszystkich roÅ›lin nasiennych i obejmujÄ… po- rzysta jednostronnie z innego organizmu, nie nad 4000 gatunków z 22 rodzin roÅ›lin, wy- dajÄ…c mu nic w zamian (SAuerborn 1991, Å‚Ä…cznie dwuliÅ›ciennych (Nickrent 2002). Nickrent i MusselmAn 2004). Pożyteczne jest Gospodarze to głównie gatunki dwuliÅ›cien- rozróżnienie pomiÄ™dzy pasożytem i patoge- ne, ale niektóre pasożyty, z najliczniejszej i nem, to znaczy organizmem powodujÄ…cym najbardziej rozprzestrzenionej rodziny Oro- objawy chorobowe, polegajÄ…ce na zaburzeniu banchaceae (ex-Scrophulariaceae), infekujÄ… normalnych funkcji życiowych gospodarza. korzenie roÅ›lin jednoliÅ›ciennych, szczególnie OkoÅ‚o 11% z 275 rodzajów roÅ›lin pasożytni- traw (SAuerborn 1991). Parazytofity to za- czych uznane być może za patogeny roÅ›lin równo maÅ‚e roÅ›liny zielne, pnÄ…cza, krzewy, uprawianych lub zbieranych przez czÅ‚owie- jak i duże drzewa, organizmy jedno-, dwu- i ka. Haurire, z Å‚aciny znaczy pić, stÄ…d hausto- wieloletnie, które spotkać można od biegu- rium to ssawka. Jest ona zwykle zmodyfiko- nów po suche i wilgotne tropiki (StewArD wanym korzeniem pasożyta, który zapewnia i Press 1990, MAÅ‚uszyÅ„skA i współaut. 1998, morfologiczne i fizjologiczne poÅ‚Ä…czenie z Nickrent 2002). Wiele z nich to grozne roÅ›linÄ…-gospodarzem, zawierajÄ…c czÄ™sto tkan- chwasty roÅ›lin uprawnych, wymagajÄ…ce zwal- AnnA DzierżyÅ„skA 134 czania (Nickrent i MusselmAn 2004, SAuer- Opis wystÄ™pujÄ…cych w Polsce nasiennych ro- born 1991). Niektóre jednak rzadkie gatun- Å›lin pasożytniczych znalezć można w literatu- ki powinny podlegać ochronie, ponieważ z rze (GAjewski 1962, MAÅ‚uszyÅ„skA i współaut. powodu chorób lub braku żywicieli mogÄ… 1998, SzAfer i współaut. 1988). wyginąć caÅ‚kowicie (MArvier i Smith 1997). O SPOSOBACH KLASYFIKACJI PARAZYTOFITÓW CZYLI W JAKI SPOSÓB UPORZDKOWAĆ ZRÓŻNICOWANE FUNKCJONALNIE I STRUKTURALNIE ROÅšLINNE PASOÅ»YTY SSAWKOWE Pasożyty ssawkowe, w zależnoÅ›ci od stop- mi gospodarza (HAwksworth i Wiens 1996). nia cudzożywnoÅ›ci, podzielić można na pa- Ssawki półpasożyta australijskiego, Olax phyl- sożyty caÅ‚kowite (inaczej holoparazytofity) i lanthi, mogÄ… wnikać do brodawek korze- półpasożyty. Pasożyty caÅ‚kowite nie zawierajÄ… niowych motylkowatego gospodarza Acacia w zasadzie chlorofilu i nie przeprowadzajÄ… littorea, korzystajÄ…cego z symbiotycznie wiÄ…- fotosyntezy. PosiadajÄ…c niewielkÄ… zdolność zanego azotu atmosferycznego (HibberD i Je- asymilacji wÄ™gla, azotu i zwiÄ…zków nieorga- schke 2001). nicznych zależą caÅ‚kowicie od substancji po- WiÄ™kszość pasożytów to epiparazytofity, karmowych zawartych w ksylemie i floemie rozwijajÄ…ce siÄ™ na powierzchni gospodarza gospodarza, który jest także ich żywicielem. i wnikajÄ…ce do jego tkanek tylko za pomocÄ… RoÅ›liny półpasożytnicze posiadajÄ… zróżnico- ssawek. WÅ›ród roÅ›lin tropikalnych spotykane wanÄ… zawartość chlorofilu i mogÄ… samodziel- sÄ… endoparazytofity, jak Rafflesia arnoldii, nie fotosyntetyzować dwutlenek wÄ™gla, a której organy wegetatywne zredukowane sÄ… wodÄ™, sole mineralne i inne zwiÄ…zki czerpiÄ… do systemu ssawek wewnÄ…trz żywiciela. Na poprzez ssawkÄ™ z gospodarza. Mimo tego ja- zewnÄ…trz wyrastajÄ… jedynie kwiaty, najokazal- sno okreÅ›lonego kryterium fizjologicznego, sze wÅ›ród roÅ›lin (GAjewski 1962). wiele roÅ›lin np. z rodzaju Striga, uznać moż- Najmniej wyraznÄ… granicÄ™ podziaÅ‚u pa- na za formy poÅ›rednie pomiÄ™dzy pasożyta- sożytów stanowi floemowa lub ksylemowa mi caÅ‚kowitymi i półpasożytami, ponieważ droga transportu roztworów przez ssawkÄ™. stopieÅ„ ich samożywnoÅ›ci jest ograniczony Półpasożyty fakultatywne i półpasożyty obli- (Nickrent 2002). gatoryjne prymitywne korzystajÄ… wyÅ‚Ä…cznie PodziaÅ‚ wedÅ‚ug stopnia zależnoÅ›ci od go- ze zwiÄ…zków transportowanych ksylemem spodarza uwzglÄ™dnia fakt, że gospodarz jest gospodarza. Pasożyty caÅ‚kowite i półpasożyty niezbÄ™dny do peÅ‚nego cyklu życiowego pa- obligatoryjne zaawansowane korzystajÄ… także sożytów caÅ‚kowitych, tzn. sÄ… one pasożytami z roztworów floemowych (HibberD i Jeschke obligatoryjnymi (bezwzglÄ™dnymi). Półpasoży- 2001, Nickrent 2002). ty obejmujÄ… zarówno gatunki obligatoryjne, Zakres roÅ›lin żywicielskich to caÅ‚kowita jak i fakultatywne (wzglÄ™dne). Półpasożyty fa- liczba gatunków, które potencjalnie mogÄ… kultatywne mogÄ… przejść peÅ‚ny cykl życiowy, być porażane przez danego pasożyta. Spe- od kieÅ‚kowania do wydania nasion, bez obec- cjalizacja to wybór jednego lub kilku gatun- noÅ›ci gospodarza (StewArD i Press 1990). ków gospodarzy, zapewniajÄ…cych najlepsze Kolejnym, strukturalnym kryterium po- warunki wzrostu pasożyta, w których osiÄ…ga dziaÅ‚u może być miejsce przytwierdzenia on zwykle najwiÄ™ksze rozmiary (EstrAbrook ssawki do gospodarza. Rozróżnia siÄ™ pasoży- i YoDer 1998, Nickrent 2002). IstniejÄ… ga- ty lub półpasożyty korzeniowe (odpowied- tunki pasożytnicze wyspecjalizowane (specja- nio np. z rodzaju Orobanche zaraza i ro- liÅ›ci), posiadajÄ…ce tylko jednego gospodarza dzaju Melampyrum pszeniec) i Å‚odygowe oraz niewyspecjalizowane (generaliÅ›ci), które (np. z rodzaju Cuscuta kanianka i rodzaju zasiedlać mogÄ… wiele gatunków gospodarzy Viscum jemioÅ‚a) (PoDbielkowski i PoDbiel- (StewArD i Press 1990). Gatunki niewyspecja- kowskA 1992). Infekcja może byÅ› miejsco- lizowane stanowiÄ… wiÄ™kszość parazytofitów, wa, gdy ssawki nie tracÄ… swej niezależnoÅ›ci bo daje im to wiÄ™ksze ewolucyjnie szanse i pozostajÄ… w miejscu porażenia. Przy infek- przetrwania tam, gdzie gospodarz nie wystÄ™- cji systemicznej, porażenie rozprzestrzenia puje powszechnie. Jedna roÅ›lina gospodarza siÄ™ na znaczne odlegÅ‚oÅ›ci od miejsca infekcji może być porażona przez wiÄ™cej niż jednÄ… pierwotnej, a w ssawce mieszajÄ… siÄ™ ze sobÄ… roÅ›linÄ™ pasożytniczÄ…. Jeden pasożyt może komórki pasożyta, np. roÅ›lin z rodzaju Ar- porażać jednoczeÅ›nie wiÄ™cej niż jednego go- ceuthobium jemioÅ‚y karÅ‚owej, z komórka- spodarza. Jednoczesna infekcja dwu różnych Pasożytnicze roÅ›liny nasienne 135 gatunków gospodarzy może być korzystna siÄ™ mianem samo- czyli auto-pasożytnictwa. dla pasożyta ze wzglÄ™du na lepszÄ… równowa- Pasożyt z rodzaju Triphysaria, przy braku go- gÄ™ pokarmowÄ… i zmniejszenie ewentualnej spodarza, wytwarza autohaustoria, czyli ssaw- toksycznoÅ›ci jednego z gospodarzy (Ayres ki na wÅ‚asnych korzeniach (YoDer 1997). i współaut. 1996, Nickrent 2002, Phoenix Wytwarzanie ssawek nie zawsze może wiÄ™c i Presss 2005a). Najszerszy zakres żywicieli być korzystne dla pasożyta. Ssawki, powsta- majÄ… półpasożyty fakultatywne. Najliczniej- jÄ…ce w zwiÄ…zkach współgatunkowych pomiÄ™- sza grupa gospodarzy z rodziny Asteraceae dzy osobnikami jednego gatunku, np Triphy- 156 gatunków, może być zasiedlana przez saria versicolor, jak i współrodzajowych, po- 59 gatunków pasożytniczych z rodzaju Oro- miÄ™dzy gatunkami z jednego rodzaju pasoży- banche (SAuerborn 1991). tów, np. Triphysaria versicolor i Triphysaria Możliwe sÄ… zwiÄ…zki pasożytnicze wyższe- erianthus, przynoszÄ… ograniczone korzyÅ›ci. go rzÄ™du. Nadpasożytnictwo (hiperpasożyt- Mechanizmy samo-rozpoznania, czyli odróż- nictwo) to sytuacja, w której jedna roÅ›lina nienia wÅ‚asnych korzeni od korzeni innych pasożytnicza pojawia siÄ™ na roÅ›linie paso- roÅ›lin oraz rozpoznania korzeni wybranego żytniczej innego gatunku, jak Phoradendron od potencjalnego gospodarza, nie sÄ… znane. ramiflorus z rodziny Viscaceae na Psittacan- Przypuszcza siÄ™, że sÄ… one zwiÄ…zane z wymia- thus ramiflorus. z rodziny Loranthaceae, na nÄ… sygnałów molekularnych w Å›rodowisku dÄ™bie jako gospodarzu (Kuijt i Lye 2005). korzeniowym i mogÄ… siÄ™ wiÄ…zać ze specy- Nadpasożytnictwo to także wystÄ…pienie ro- ficznoÅ›ciÄ… gospodarza (EstrAbrook i YoDer Å›liny pasożytniczej na pasożycie tego samego 1998). gatunku, jak pasożytowanie Viscum album ZwiÄ…zek z niektórymi gospodarzami jest jednej pÅ‚ci na roÅ›linie Viscum album pÅ‚ci niekorzystny dla pasożyta. Bywa, że dany go- przeciwnej, która pasożytuje na drzewie go- spodarz, np. Plantago lanceolata, wpÅ‚ywa spodarza (GAjewski 1962). PrzykÅ‚adem po- negatywnie na jednego parazytofita, np. Rhi- trójnego zwiÄ…zku jest epipasożyt Scurrula nanthus minor, a pozytywnie na innego, np. ferrugineus na hyperpasożycie Viscum ar- z rodzaju Euphrasia Å›wietlik (CAmeron i ticulatum na pasożycie Elytranthe barnesti współaut. 2005). Dobrymi gospodarzami dla i na gospodarzu z rodzaju Durio (Nickrent roÅ›lin z rodzajów Rhinanthus szelężnik, 2002). Zanotowano sporadyczne przypadki, Euphrasia, Orthocarpus i Alectra, sÄ… roÅ›liny kiedy haustoria tworzÄ… siÄ™ pomiÄ™dzy korze- motylkowate z symbiozÄ… azotowÄ… (Nickrent niami tej samej roÅ›liny. Zjawisko to okreÅ›la 2002). JAKIE KORZYÅšCI ODNOSI PARAZYTOFIT CZYLI O TYM, JAKIE SUBSTANCJE I W JAKI SPOSÓB POBIERANE S Z GOSPODARZA W RAMACH AKTYWNOÅšCI PASOÅ»YTNICZEJ Ssawki peÅ‚niÄ… nastÄ™pujÄ…ce funkcje: przy- lane przez wÅ‚oski, jak u półpasożyta Agali- twierdzajÄ… pasożyta do gospodarza, jako or- nis purpurea (EstrAbrook i YoDer 1998). gan intruzyjny wnikajÄ… do tkanek gospodarza Przytwierdzenie do gospodarza może odby- na skutek nacisku fizycznego i reakcji enzy- wać siÄ™ także dziÄ™ki wytworzeniu przylgi na matycznych oraz tworzÄ… poÅ‚Ä…czenia tkanko- koÅ„cu kieÅ‚ka pasożyta i wydzielaniu lepkich we, przez które nastÄ™puje pobieranie przez substancji. W roÅ›linach rodzaju Viscum hi- pasożyta substancji pokarmowych i metaboli- pokotyl wydziela kleistÄ… wiscinÄ™ i wytwarza tów z gospodarza (EstrAbrook i YoDer 1998, na szczycie pÅ‚ytkÄ™ chwytnÄ…. Z niej wyrasta HibberD i Jeschke 2001). klinowata ssawka pierwotna, która penetruje Rozwój ssawek pasożytów korzeniowych, kolejne warstwy tkanek gaÅ‚Ä™zi i dociera do np. z rodzaju Orobanche, rozpoczyna siÄ™ najmÅ‚odszych pierÅ›cieni drewna (GAjewski od zawiÄ…zków ssawek, które powstajÄ… przez 1962). zmianÄ™ wzrostu wydÅ‚użeniowego komórek Rozwój i wnikanie (intruzja) ssawki może korzonka zarodkowego siewki na wzrost ob- zachodzić w różny sposób. Analiza anato- jÄ™toÅ›ciowy i tworzÄ… nabrzmienia w ksztaÅ‚cie miczna ssawki parazytofita z rodzaju Striga bulwki na koÅ„cu korzonka. Wytwarzane na wykazaÅ‚a, że bogate w cytoplazmÄ™ komórki bulwce wÅ‚oski otaczajÄ… korzeÅ„ gospodarza ssawki, zwane strzÄ™pkÄ…, przeciskajÄ… siÄ™ jak (Keyes i współaut. 2000). Przytwierdzenie do klin pomiÄ™dzy komórkami miÄ™kiszu, spÅ‚asz- powierzchni korzenia może być uÅ‚atwione czajÄ…c je bocznie, docierajÄ… do tkanki naczy- przez lepkie, Å›luzowate substancje wydzie- niowej i przez jamki w Å›cianie do wnÄ™trza AnnA DzierżyÅ„skA 136 ksylemu korzenia gospodarza. Tu komórka waniu bÅ‚ony komórkowej, zwiÄ™kszajÄ…cym szczytowa przeksztaÅ‚ca siÄ™ w rurkÄ™, której znacznie powierzchniÄ™ chÅ‚onnÄ… (Ayres i Å›ciany boczne podlegajÄ… silnej lignifikacji, a współaut. 1996, HibberD i Jeschke i 2001). Å›ciana szczytowa zanika. Zanika też żywa za- Mechanizm transportu ksylemowego u pół- wartość wypustki strzÄ™pki, którÄ… w tej fazie pasożytów polega na przepÅ‚ywie wody z go- rozwoju nazywa siÄ™ osculum (Å‚ac. maÅ‚e usta). spodarza zgodnie z różnicÄ… potencjaÅ‚u wody W ten sposób powstaje endofityczne poÅ‚Ä…cze- È. È jest niższy (bardziej ujemny) u półpa- nie ssawki ze Å›wiatÅ‚em naczyÅ„ gospodarza. sożyta, np. korzeniowego Nuytsia floribun- Pobrany przez liczne oscula roztwór dostaje da lub Å‚odygowego Arceuthobium america- siÄ™ do dysku ksylemowego ssawki i dalej do num, niż w ksylemie gospodarza (CAllADine pasożyta (Dörr 1997, Reiss i BAiley 1998). i PAte 2000, HAwksworth i Wiens 1996). Inny, bardzo ciekawy sposób wnikania ssaw- PrzepÅ‚yw do Arceuthobium americanum ki wykazuje drzewo australijskie Nuytsia jest wynikiem zarówno niższego potencjaÅ‚u floribunda, bÄ™dÄ…ce półpasożytem korzenio- osmotycznego, jak i znacznie wyższego natÄ™- wym. TworzÄ…ca siÄ™ na koÅ„cu korzonka siew- żenia transpiracji półpasożyta (HAwksworth ki ssawka, obejmujÄ…c z dwóch stron korzeÅ„ i Wiens 1996). PrzepÅ‚ywowi masowemu roz- gospodarza, tworzy pierÅ›cieÅ„ wokół niego. tworu ksylemowego do półpasożyta sprzyja JednoczeÅ›nie od strony korzonka pasożyta, także wysoka przewodniość jego ksylemu i wewnÄ…trz ssawki, wyksztaÅ‚ca siÄ™ ostry, skle- aparatów szparkowych (HibberD i Jeschke renchymatyczny twór. Przecina on korzeÅ„ 2001). Niski potencjaÅ‚ osmotyczny u półpa- gospodarza na podobieÅ„stwo sekatora, praw- sożytów z rodzju Viscum wynika z dużego dopodobnie zgniatajÄ…c komórki w wyniku ci- stężenia kationów obecnych w jego liÅ›ciach. Å›nienia hydrostatycznego. Dalsza część korze- Również wysokie stężenie cukrów, np. glu- nia, odciÄ™ta od gospodarza, zamiera. W miej- kozy i fruktozy u roÅ›lin z rodzju Viscum czy scu odciÄ™cia wiÄ…zka przewodzÄ…ca wyksztaÅ‚- mannitolu w roÅ›linach z rodzaju Orobanche cona w ssawce Å‚Ä…czy siÄ™ z naczyniami żywej i Striga, przyczynia siÄ™ do wytworzeniu gra- części korzenia gospodarza przez komórki dientu osmotycznego miÄ™dzy pasożytem a parenchymatyczne ssawki. Na powierzch- gospodarzem (StewArD i Press 1990). ni styku z ksylemem gospodarza wytwarzajÄ… Specyfika gospodarki wodnej i stopieÅ„ one wypustki, które jak baloniki wnikajÄ… do pobierania od gospodarza wody i zwiÄ…zków Å›wiatÅ‚a przeciÄ™tych naczyÅ„ gospodarza (CAl- mineralnych zależy w znacznym stopniu od lADine i PAte 2000). tego czy parazytofit posiada wÅ‚asne korze- Dowody na enzymatyczny sposób pene- nie (roÅ›liny z rodzajów Rhinanthus i Olax), tracji ssawki pierwotnie zwiÄ…zane byÅ‚y z cyto- czy sÄ… to pseudo-korzenie (niektóre gatunki logicznym obrazem Å›cian komórkowych go- roÅ›lin z rodzaju Orobanche), czy brak ich w spodarza w miejscu wnikania ssawki (Dörr ogóle (pasożyty z rodzaju Cuscuta) (HibberD 1997, Reiss i BAiley 1998). Obecnie istniejÄ… i Jeschke 2001). Półpasożyt korzeniowy Rhi- dowody biochemiczne, aktywnoÅ›ci enzymów nanthus minor, po poÅ‚Ä…czeniu z gospoda- pektolitycznych, degradujÄ…cych Å›ciany ko- rzem, wykazuje bardzo istotny spadek opor- mórkowe w miejscu intruzji (MAtusovA i Bo- noÅ›ci hydraulicznej i znaczne przyÅ›pieszenie uwmeester 2006). wzrostu. Wskazuje to wyraznie, że mimo ZwiÄ…zki transportowane jednokierunkowo obecnoÅ›ci wÅ‚asnych korzeni, głównym zró- do pasożyta drogÄ… ksylemowÄ… wraz z prÄ…dem dÅ‚em wody jest ksylem gospodarza (Phoenix transpiracyjnym wody to: jony, aminokwasy i Press 2005a). jako zródÅ‚o wÄ™gla i azotu oraz kwasy orga- U półpasożytów aparaty szparkowe mogÄ… niczne i niektóre wÄ™glowodany (EstrAbrook pozostawać otwarte, nawet w warunkach i YoDer 1998, HibberD i Jeschke 2001). sprzyjajÄ…cych zamykaniu, ponieważ ich rola Kontakt pomiÄ™dzy ksylemem gospodarza polega na zapewnieniu znacznego przepÅ‚ywu i pasożyta zapewniany jest na różne sposoby, wody w ssawce, a nie, jak w gospodarzu, na od bezpoÅ›redniego sÄ…siedztwa cewek i ko- ograniczaniu strat wody i zwiÄ™kszeniu po- mórek parenchymatycznych, nawet bez obec- bierania dwutlenku wÄ™gla (Phoenix i Press noÅ›ci ksylemu w ssawce, do bezpoÅ›redniego 2005a). Duży stopieÅ„ rozwarcia aparatów kontaktu Å›wiatÅ‚a naczyÅ„ (Ayres i współaut. szparkowych wiÄ…zać siÄ™ może, jak w półpa- 1996, HibberD i Jeschke 2001). Droga prze- sożytach rodzaju Striga, z dużym stężeniem pÅ‚ywu roztworów z gospodarza do pasożyta jonów potasu w liÅ›ciach, które jest wynikiem obejmować może wyspecjalizowane, żywe intensywnej transpiracji i tworzy z tym pro- komórki transferowe, o wyraznym pofaÅ‚do- cesem pozytywne sprzężenie zwrotne (Hib- Pasożytnicze roÅ›liny nasienne 137 berD i Jeschke 2001, Phoenix i Press 2005a). flexa, ze ssawki wyrasta strzÄ™pka poszukujÄ…- Wysokie wartoÅ›ci przewodnioÅ›ci szparkowej ca, która roÅ›nie pomiÄ™dzy komórkami tkanek wiążą siÄ™ też ze sÅ‚abÄ… reakcjÄ… szparek na wy- Å‚odygi gospodarza. DocierajÄ…c do komórki si- sokie stężenia kwasu abscysynowego (Ste- towej floemu gospodarza, strzÄ™pka poszuku- wArD i Press 1990). Aparaty szparkowe w jÄ…ca przeksztaÅ‚ca siÄ™ w strzÄ™pkÄ™ absorbujÄ…cÄ…, liÅ›ciach Rhinanthus minor mogÄ… pozostawać która wytwarza palczaste wypustki, otaczajÄ…- otwarte nawet nocÄ… i przy znacznych stęże- ce komórkÄ™ sitowÄ…. Dochodzi do poÅ‚Ä…czenia niach kwasu abscysynowgo (ABA) (JiAng i z elementami sitowymi ssawki. Uważano, że współaut. 2003). Stwierdzono, że półpasożyty na styku strzÄ™pki absorbujÄ…cej i komórki si- Å‚odygowe z rodzaju Viscum zamykajÄ… szparki towej gospodarza brak jest porów i plasmo- nocÄ…, ale wiele jednorocznych półpasożytów desm. Jednak badania z zastosowaniem bia- korzeniowych z rodziny Scrophulariaceae Å‚ek fluoryzujÄ…cych, o ekspresji zlokalizowanej nawet w nocy utrzymuje wysokÄ… transpiracjÄ™ w komórkach towarzyszÄ…cych floemu roÅ›lin (Press i współaut. 1990). transgenicznych tytoniu dowiodÅ‚y, że biaÅ‚ka Intensywna transpiracja wpÅ‚ywa także na te mogÄ… przemieszczać siÄ™ do floemu Cuscu- zasoby cieplne liÅ›ci. OchÅ‚adzajÄ…ce parowanie ta reflexa w miejscu przytwierdzenia ssaw- powoduje, że temperatura liÅ›ci parazytofi- ki. Wskazuje to, podobnie jak zastosowanie tów z gorÄ…cych stref klimatycznych z rodzaju przenoszonego przez floem barwnika floury- Striga, spada nawet o 7oC (Phoenix i Press zyjÄ…cego, na poÅ‚Ä…czenie żywej treÅ›ci komó- 2005a). rek. U przedstawiciela rodzaju Orobanche. Wysokie natężenie transpiracji powodu- stwierdzono wyraznÄ… symlastycznÄ… Å‚Ä…czność je gromadzenie w półpasożycie skÅ‚adników z gospodarzem, polegajÄ…cÄ… na bezpoÅ›rednim mineralnych. W przypadku Arceuthobium poÅ‚Ä…czeniu plasmodesmami komórek sito- americanum transport pierwiastków jest wych obu organizmów (HAupt i współaut. jednak selektywny, tzn. stężenie azotu, fos- 2001). foru, potasu i magnezu jest wyższe, a wap- Floem gospodarza jest zródÅ‚em wÄ™glo- nia niższe niż w gospodarzu (HAwksworth wodanów, aminokwasów oraz niektórych i Wiens 1996). W przypadku półpasożytów z jonów i wody. PrzepÅ‚yw zwiÄ…zków pokarmo- rodzaju Striga obserwowano nieselektywny wych można badać m.in. stosujÄ…c substancje transport, tzn. bez zmian skÅ‚adu pobierane- radioaktywne. CiekawÄ… metodÄ… badawczÄ… go z sorgo roztworu w ssawce. Taka sytuacja jest także pobranie soku floemowego do ana- jest zrozumiaÅ‚a przy bezpoÅ›rednim kontakcie lizy skÅ‚adu chemicznego (podobnie jak ksy- ksylemu gospodarza i półpasożyta (Phoenix i lemowego), przy pomocy owadów ssÄ…cych. Press 2005a). W przypadku pasożytów z rodzaju Cuscuta Azot może być pobierany z roztworu ksy- i Orobanche, sok floemowy może być istot- lemowego zarówno w postaci azotanów, jak nym zródÅ‚em azotu, magnezu, a szczególnie i aminokwasów. IstniejÄ… badania wskazujÄ…ce potasu (Press i współaut. 1990, HibberD i Je- na aktywność enzymów metabolizmu azoto- schke 2001). Duże pobieranie fosforu z go- wego w ssawce. Zanotowano zmiany skÅ‚adu spodarza, które zaobserwowano w roÅ›linach aminokwasów, zarówno w komórkach ssaw- rodzaju Orobanche, byÅ‚o wynikiem intensyw- ki, jak i w komórkach towarzyszÄ…cych ksyle- nego pobierania ufosforylowanych cukrów, mu pasożyta, także u półpasożytów z rodzaju ponieważ pasożyt nie byÅ‚ zdolny do pobie- Striga (Phoenix i Press 2005a). Z badaÅ„ wy- rania i transportu fosforanów (SAuerborn nika, że aktywność reduktazy azotanowej i 1991). zdolność asymilacji azotanów przez pasożyty Mechanizm transportu zwiÄ…zków pokar- jest ograniczona i preferowany jest azot zre- mowych floemem do pasożyta nie zostaÅ‚ dukowany (StewArD i Press 1990). Parazyto- wyjaÅ›niony, ale sugeruje siÄ™, że aktywność fity mogÄ… mieć wpÅ‚yw na, zależnÄ… od rodzaju pasożyta jako akceptora asymilatów i rozÅ‚a- gospodarza, zmianÄ™ skÅ‚adu aminokwasów w dunek sacharozy z floemu gospodarza, po- ksylemie gospodarza (PAte 2001). W jÄ™cz- wodujÄ…c różnicÄ™ stężeÅ„ pomiÄ™dzy miejscem mieniu bez pasożyta podstawowym amino- zaÅ‚adunku i rozÅ‚adunku, stymuluje dalszy kwasem jest glutamina, a po infekcji przez transport do pasożyta (Ayres i współaut. Rhinanthus minor indukowana jest synteza 1996). Możliwość badania transporterów sa- asparaginy, o wyższym stosunku C:N (Pho- charozy w mutantach lub roÅ›linach transge- enix i Press 2005a). nicznych Arabidopsis thaliana, które mogÄ… Inaczej zachodzi transport ssawkowy u być żywicielem m.in. Orobanche aegyptiaca holoparazytofitów. W przypadku Cuscuta re- lub Cuscuta reflexa, stwarza szansÄ™ pozna- AnnA DzierżyÅ„skA 138 nia mechanizmu rozÅ‚adunku floemu (Hib- Typowe organy asymilacyjne w postaci berD i Jeschke 2001). blaszki liÅ›ciowej u pasożytów caÅ‚kowitych U holoparazytofitów problem pobierania zanikÅ‚y (rodzaj Cuscuta) lub zostaÅ‚y zredu- wody przedstawia siÄ™ trochÄ™ inaczej niż u kowane do bezzieleniowej formy Å‚uskowatej półpasożytów. ZwiÄ™kszone tempo rozÅ‚adowa- (rodzaj Orobanche) (Nickrent i MusselmAn nia floemu wydaje siÄ™ być wystarczajÄ…ce do 2004). Zarówno w pasożytach z rodzaju Cu- tego, aby woda i substancje w niej rozpusz- scuta, jak i Orobanche, prawie100% pobrane- czone mogÅ‚y swobodnie przepÅ‚ywać (Press i go z gospodarza wÄ™gla pochodzi z jego flo- współaut. 1990). Pasożyty majÄ…ce dostÄ™p do emu (HibberD i Jeschke 2001). floemu i ksylemu, z rodzaju Cuscuta i Oro- WÄ™giel pobierany być może w różnej banche, w przeciwieÅ„stwie do półpasoży- formie, w zależnoÅ›ci od rodzaju gospodarza tów, utrzymujÄ… niskie natężenie transpiracji i pasożyta. RoÅ›lina motylkowata dostarcza i wymiany dwutlenku wÄ™gla. Regulacja prze- do półpasożyta korzeniowego 90% wÄ™gla pÅ‚ywu wody powoduje unikanie nadmierne- w postaci zwiÄ…zków azotowych, podczas go pobierania jonów z gospodarza i stresu gdy gospodarz bez symbiozy azotowej pra- osmotycznego (JiAng i wspólaut. 2003). Usu- wie wyÅ‚Ä…cznie w formie monosacharydów wanie wody zachodzić może również przez i kwasów organicznych. WÄ™giel pobrany z zjawisko gutacji lub sekrecji gruczoÅ‚owej. U gospodarza w formie sacharozy, przez para- pasożyta z rodzaju Orobanche stwierdzono zytofity gromadzony jest raczej w formie al- duże zagÄ™szczenie gruczołów wydzielniczych, koholi wielowodorotlenowych polioli, np. które mogÄ… brać udziaÅ‚ w pozbywaniu siÄ™ mannitolu, który jest formÄ… najczęściej nie- nadmiaru wody i jonów (Press i współaut. dostÄ™pnÄ… dla gospodarza (Ayres i współaut. 1990). 1996). Rodzaj gromadzonego poliolu zależy Ilość zwiÄ…zków wÄ™glowych pobieranych od rodzaju pasożyta. Poliole obniżajÄ… poten- z gospodarza zależy od tego czy pasożyt cjaÅ‚ wody półpasożyta, wspomagajÄ…c prze- może sam fotosyntetyzować (jak Rhinan- pÅ‚yw roztworów z gospodarza, oraz peÅ‚niÄ… thus minor), czy musi pobierać asymilaty rolÄ™ ochronnÄ… w stosunku do enzymów i z gospodarza, bo sam ich wytwarza zbyt bÅ‚on komórkowych, w warunkach wysokie- maÅ‚o (jak w roÅ›linach z rodzaju Striga) lub go stężenia jonów nieorganicznych w waku- praktycznie nie wytwarza (jak w Cuscuta oli półpasożyta. (Phoenix i Press 2005a). reflexa) (Ayres i współaut. 1996, HibberD Pasożyt może korzystać z regulatorów i Jeschke 2001). Półpasożyty z rodzaju Vi- wzrostu gospodarza. Parazytofity Å‚odygowe scum mogÄ… samodzielnie fotosyntetyzować nie posiadajÄ… korzenia i w zwiÄ…zku z tym 5 63% potrzebnych asymilatów, resztÄ™ po- mogÄ… zależeć od fitohormonów syntetyzo- bierajÄ…c z gospodarza (Ayres i współaut. wanych w korzeniu gospodarza. Raflezje 1996, HAwksworth i Wiens 1996, HibberD i wytwarzajÄ…c kwiaty wydajÄ… siÄ™ korzystać z Jeschke 2001). Półpasożyty z rodzaju Striga regulatorów wzrostu gospodarza, bo jedy- pobierajÄ… 6 30% wÄ™gla z ksylemu gospoda- ne ich organy wegetatywne to ssawki (Ste- rza jako wÄ™giel heterotroficzny, co przeja- wArD i Press 1990). Parazytofity, korzystajÄ…c wia siÄ™ m.in. ogromnym zwiÄ™kszeniem pro- z metabolitów wtórnych pobranych z go- duktywnoÅ›ci półpasożyta po poÅ‚Ä…czeniu z spodarza, unikajÄ… nakÅ‚adów energetycznych gospodarzem (Phoenix i Press 2005a). Cie- i metabolicznych, a pozyskujÄ… zwiÄ…zki o roli kawym sposobem rozróżnienia wÄ™gla he- allelopatycznej, antypatogenicznej lub anty- terotroficznego i autotroficznego w półpa- roÅ›linożernej (Phoenix i Press 2005a). sożycie z rodzaju Striga, o fotosyntezie C3, O skali korzyÅ›ci, jakie osiÄ…ga Orobanche jest badanie współczynnika dyskryminacji aegyptiaca pasożytujÄ…c na roÅ›linie pomidora izotopowej wÄ™gla ´13C w jego tkankach, ro- może Å›wiadczyć fakt, że jej biomasa stanowi snÄ…cych na gospodarzu C4 (Ayres i współ- do 80 % biomasy żywiciela (Ayres i współaut. aut. 1996). Kiedy jednak półpasożyt sam 1996). Dobrego gospodarza wyróżnia wydaj- wytwarza dużo zwiÄ…zków wÄ™gla, mogÄ… one ny export substancji do pasożyta. Zależy on przedostawać siÄ™ drogÄ… apoplastycznÄ… do nie tyle od dużej liczby wytworzonych na gospodarza (Nickrent i MusselmAn 2004). gospodarzu ssawek, co od ich wysokiej efek- Duży stopieÅ„ autotroficznoÅ›ci półpasoży- tywnoÅ›ci transportowej, która wynika m.in. z ta zależy w znacznym stopniu od dobrego różnic budowy ssawek tego samego pasożyta zaopatrzenia gospodarza w azot (Phoenix i w różnych gospodarzach (CAmeron i współ- Press 2005a). aut. 2005). Pasożytnicze roÅ›liny nasienne 139 JAKIE STRATY PONOSZ GOSPODARZE CZYLI O OBJAWACH CHOROBOWYCH BezpoÅ›redni wpÅ‚yw pasożyta polega na W przypadku gospodarza z grupy motyl- pobieraniu wody i zwiÄ…zków pokarmowych, kowatych spada drastycznie symbiotyczne w tym asymilatów, na zasadzie donor ak- wiÄ…zanie azotu atmosferycznego (HibberD i ceptor. Niedobór wody i ograniczenie pro- Jeschke 2001). Intensywne pobieranie azotu duktywnoÅ›ci może prowadzić do spadku przez półpasożyta Olax phyllanthi z ksylemu biomasy gospodarza (Nickrent 2002). Straty Acacia littorea prowadzi do gÅ‚odu azotowe- dotyczÄ… także zdolnoÅ›ci reprodukcyjnych go- go w gospodarzu (PAte 2001). Konkurencja spodarza (Phoenix i Press 2005a). Objawem gospodarza i holoparazytofita o zwiÄ…zki or- infekcji pasożytniczej, poza zahamowaniem ganiczne wydaje siÄ™ mieć znacznie wiÄ™kszy wzrostu i redukcjÄ… plonu, może być wiÄ™d- wpÅ‚yw na w redukcjÄ™ wzrostu niż współza- niÄ™cie i chlorozy liÅ›ci gospodarza (Press i wodnictwo o zwiÄ…zki nieorganiczne (Press i współaut. 1990). współaut. 1990). Przypuszcza siÄ™, że szkodliwy wpÅ‚yw pa- Infekcja pasożytnicza wpÅ‚ywa na równo- sożyta może być także wynikiem przenika- wagÄ™ fitohormonalnÄ… gospodarza (Ayres i nia do gospodarza zwiÄ…zków toksycznych współaut. 1996). Zainfekowane przez półpa- (Press i współaut. 1990, Ayres i współaut. sożyta z rodzaju Arceuthobium gaÅ‚Ä™zie wyka- 1996). zujÄ… wzrost stężenia cytokinin i auksyn oraz Pasożyt pobiera wodÄ™ od gospodarza spadek kwasu abscysynowgo (HAwksworth zarówno w dzieÅ„, jak i w nocy, utrzymu- i Wiens 1996). Objawami zaÅ› braku równo- jÄ…c wysokie natężenie transpiracji nawet wagi hormonalnej samego półpasożyta może w warunkach stresu wodnego, co pogar- być zahamowanie wydÅ‚użania jego miÄ™dzy- sza uwodnienie gospodarza oraz zwiÄ™ksza wÄ™zli, brak wytwarzania kwiatów czy wytwa- wrażliwość na suszÄ™. RoÅ›lina gospodarz rzanie miotlastych naroÅ›li (Press i współaut. wykazuje obniżonÄ… wartość wskaznika 1990). efektywnoÅ›ci wykorzystania wody (WUE), StopieÅ„ redukcji biomasy gospodarza to znaczy wytwarza mniej suchej masy ro- zależy od bardzo wielu czynników. Można Å›liny w przeliczeniu na jednostkÄ™ wytran- go nawet symulować przy pomocy mode- spirowanej wody (StewArD i Press 1990, li matematycznych (MAnschADi i współaut. Phoenix i Press 2005a). Ograniczenie wzro- 2003). Straty w plonie zbóż chlebowych, stu pod wpÅ‚ywem pasożyta wydaje siÄ™ w powodowane przez roÅ›liny z rodzaju Striga, najwiÄ™kszym stopniu zależeć od ogranicze- wynoszÄ… zwykle 5 40%, ale siÄ™gajÄ… nawet nia zwiÄ…zków wÄ™gla i azotu, a konkurencja 100% (EstrAbrook i YoDer 1998, Gurney o wodÄ™ jest raczej drugorzÄ™dna (Press i i współaut. 2006). Wyraznie spada repro- współaut. 1990). dukcja gospodarza, np. w przypadku Urti- Pasożyt Å‚odygowy może zmniejszać na- ca dioica zainfekowanej Cuscuta europaea tężenie fotosyntezy gospodarza (Ayres i 97% badanych roÅ›lin nie zakwitÅ‚o (KoskelA współaut. 1996, CAmeron i współaut. 2005, i współaut. 2001). Phoenix i Press 2005a). W przypadku pa- Zwyczajowe nazwy gatunków pasożytni- sożytów korzeniowych, dodatkowy akcep- czych, głównie angielskie (witchweed, bro- tor asymilatów jakim jest pasożyt, indukuje omrape, steller of bread, devil`s thread), przejÅ›ciowy wzrost intensywnoÅ›ci fotosyn- ale i polska nazwa zaraza, sugerujÄ… dewa- tezy gospodarza (Ayres i współaut. 1996, stacyjny wpÅ‚yw pasożyta, prowadzÄ…cy czÄ™- HibberD i Jeschke 2001). Pasożyty korze- sto do Å›mierci żywiciela (StewArD i Press niowe, zmieniajÄ… też wzór dystrybucji asy- 1990). milatów, które w wiÄ™kszym stopniu kiero- Patogeniczność pasożyta zależy od wielu wane sÄ… do korzeni, wzrasta wiÄ™c stosunek czynników takich jak stosunek masy gospoda- masy korzenia do pÄ™du (Ayres i współaut. rza do pasożyta, ilość pasożytów na jednym 1996). gospodarzu i czas potrzebny do wydania na- Infekcja wpÅ‚ywa też na metabolizm azo- sion przez pasożyta. Niezależnie od stopnia towy. Cuscuta reflexa powoduje wzrost patogenicznoÅ›ci i dynamiki cyklu życiowego pobierania azotu azotanowego, ale spadek pasożyta, roÅ›lina gospodarza nie powinna za- jego redukcji i asymilacji w korzeniach Ri- mierać przed wydaniem nasion przez pasoży- cinus communis (Jeschke i Hilpert 1997). ta (Nickrent 2002). AnnA DzierżyÅ„skA 140 WNIOSKI CZYLI JAKIE S EKOLOGICZNE SKUTKI PASOÅ»YTNICZYCH ZWIZKÓW ROÅšLIN NASIENNYCH W ÅšRODOWISKU NATURALNYM I W AGROSYSTEMACH Podwójna zależność od warunków Å›rodo- W przypadku jednak trawy Å‚Ä…kowej Poa pra- wiskowych, zarówno pasożyta, jak i gospo- tensis i pasożyta Rhinanthus minor efekt jest darza, może być przyczynÄ… szczególnej wraż- przeciwny ponieważ zdolność konkurencyjna liwoÅ›ci zwiÄ…zku pasożytniczego na zmianÄ™ gospodarza spada przy zwiÄ™kszonej zasobno- tych warunków. Pasożytnictwo może oddzia- Å›ci w azot, co wyraża siÄ™ wiÄ™kszÄ… redukcjÄ… Å‚ywać poÅ›rednio na stopieÅ„ bioróżnorodno- jego masy (CAmeron i współaut. 2005). Pora- Å›ci w ekosystemie. Pasożyt infekujÄ…c wrażli- żone gatunki żywicielskie majÄ… wiÄ™kszÄ… wraż- wego gospodarza zmniejsza jego zdolnoÅ›ci liwość na suszÄ™, a intensywnie transpirujÄ…ce konkurencyjne w stosunku do gospodarzy pasożyty mogÄ… dodatkowo zmniejszać zapasy mniej wrażliwych oraz roÅ›lin nie bÄ™dÄ…cych wody w glebie (Phoenix i Press 2005a). gospodarzami (Press i Phoenix 2005). Szczególnie interesujÄ…ca jest możliwość Zmiana natężenia konkurencji oraz zmia- zmian bioróżnorodnoÅ›ci ekosystemów, w na obiegu pierwiastków i wody prowadzi których wystÄ™pujÄ… roÅ›liny pasożytnicze, w do zmiany struktury, cykli wegetacyjnych i wyniku bezpoÅ›redniego (podwojenie stęże- strefowoÅ›ci ekosystemów. PrzykÅ‚adem zmia- nia CO2 w atmosferze) i poÅ›redniego (zmia- ny struktury w ekosystemie Å‚Ä…kowym jest ny klimatyczne) dziaÅ‚ania efektu cieplarnia- wpÅ‚yw Rhinanthus minor na spadek udziaÅ‚u nego (Phoenix i Press 2005b). W warun- pewnych gatunków traw (np. Poa pratensis) kach atmosfery wzbogaconej w CO2 roÅ›liny lub roÅ›lin motylkowatych (np. Lathyrus pra- gromadzÄ… prawie caÅ‚y dodatkowo zwiÄ…zany tensis) w stosunku do innych roÅ›lin zielnych. wÄ™giel w częściach podziemnych. W przy- Podobnie Triphysaria pusilla i Cuscuta sali- padku półpasożytów korzeniowych wzrost na mogÄ… zmieniać skÅ‚ad gatunkowy ekosys- stężenia CO2 stymuluje wzrost zarówno au- temu. Dotyczy to szczególnie Å‚Ä…k mÅ‚odych, totroficznego jaki heterotroficznego pobie- o uboższym skÅ‚adzie gatunkowym, które w rania wÄ™gla. Stwierdzono, że doÅ›wiadczal- wiÄ™kszym stopniu zmniejszajÄ… produktyw- ne podwojenie stężenia CO2 w atmosferze ność i sÄ… niszczone przez pasożyty (CAmeron wpÅ‚ynęło na wzrost gÄ™stoÅ›ci wystÄ™powania i współaut. 2005, Phoenix i Press 2005a). Se- i stopnia reprodukcji półpasożyta Melampy- lekcja gospodarza przez pasożyta może być rum pratense L. na granicy lasów alpejskich. aktywna, na skutek np. wymiany sygnałów Sugeruje to możliwość migracji gatunków chemicznych, lub pasywna, na skutek lepsze- pasożytniczych w warunkach efektu cie- go wzrostu i reprodukcji pasożyta na wybra- plarnianego (Hättenschwiler i Zumbrunn nym gospodarzu. Wybór gospodarza może 2006). być determinowany dużą zawartoÅ›ciÄ… azotu Straty gospodarcze, powodowane przez w tkankach (motylkowate), dobrym dostÄ™- półpasożyty Å‚odygowe z rodzaju Viscum i pem do wody (gÅ‚Ä™boko korzeniÄ…ce siÄ™ gatun- Arceuthobium w przemyÅ›le drzewnym, a ki, odporne na suszÄ™), dÅ‚ugotrwaÅ‚Ä… dostÄ™pno- w agrosystemach głównie przez roÅ›liny z Å›ciÄ… (gatunki wieloletnie), Å‚atwym dostÄ™pem rodzajów Striga, Orobanche i Cuscuta, sÄ… do tkanek przewodzÄ…cych i sÅ‚abÄ… reakcjÄ… w skali globalnej znaczne (EstrAbrook i obronnÄ… (Press i Phoenix 2005). Kierunek YoDer 1998, Nickrent i MusselmAn 2004, wpÅ‚ywu na różnorodność ekosystemu zależy Gurney i współaut. 2006) Relatywnie naj- od tego czy gatunek gospodarza jest dominu- wiÄ™ksze straty z powodu wystÄ™powania jÄ…cy i dotyczy powiÄ…zaÅ„ nie tylko pomiÄ™dzy chwastów pasożytniczych ponoszÄ… kraje roÅ›linami, ale także szerszych oddziaÅ‚ywaÅ„ afrykaÅ„skie w uprawie sorgo, kukurydzy i roÅ›lin z innymi organizmami typu roÅ›lino- prosa. Niedawno stwierdzono, że półpaso- żerców, patogenów, symbiontów czy organi- żyt z rodzaju Striga infekuje także pszeni- zmów zapylajÄ…cych i roznoszÄ…cych nasiona cÄ™. Do tej pory nie stanowiÅ‚o to problemu (Phoenix i Press 2005a). gospodarczego, ponieważ rejony, w któ- WpÅ‚yw pasożyta na stan ekosystemu, za- rych w Afryce uprawia siÄ™ pszenicÄ™, sÄ… zbyt równo naturalnego, jak i agrosystemu, jest chÅ‚odne dla parazytofita. Analiza zmiany w znacznym stopniu zależny od zasobnoÅ›ci warunków klimatycznych, w wyniku efek- w skÅ‚adniki pokarmowe i wodÄ™. Nawożenie tu cieplarnianego , wskazuje na zagrożenie azotowe upraw sorgo zmniejsza istotnie po- poÅ‚ożonych wyżej nad poziomem morza rażenie przez roÅ›liny z rodzaju Striga i jest upraw pszenicy przez półpasożyty z rodza- jednym ze sposobów kontroli tego pasożyta. ju Striga (VAsey i współaut. 2005). Pasożytnicze roÅ›liny nasienne 141 CAN A PLANT EAT ANOTHER PLANT ? WHAT IS PARASITISM BETWEEN ANGIOSPERM PLANTS ABOUT S u m m a r y Parasitism among angiosperms is not a wide- trients. Hemiparasites have chlorophyllus and are au- spread phenomenon as it occurrs in approximately totrophic to some extent. They can be further divid- 1% of known species. Nevertheless, some parasitic ed into facultative and obligate parasites, depending weeds have great economic importance among on whether or not they are capable of completing them are destructive pathogens of commercially their lifecycle in the absence of the host. Parasitic valuable crops and pathogens of coniferous trees in plants have different modes of invading host plants, many regions of the world. Parasitic angiosperms some develop haustoria on the roots whereas oth- are a taxonomically, structurally and physiologically ers invade aerial parts of the host. They infect their differentiated group of plants that rely on a neigh- hosts to rob them of water, minerals and nutrients boring plant for partial or total supply of water and and compete for resources. The direct effect of infes- nutrients. The common feature uniting parasitic an- tation is the reduction of host is dry matter produc- giosperms is the presence of haustorium, a special- tion, change of its shoot/root allometry, the decrease ized organ that attaches the parasite to its host and in reproductive output and sometimes finally killing allows for extraction of solutes from the host`s vas- of the host. Parasitic genera vary considerably in cular system. Parasitic plants are often classified as their habits and host ranges and can indirectly influ- hemiparasitic or holoparasitic, depending on the ex- ence their hosts by shifting the competitive balance tent of their inability to produce their own reduced and resource cycling in ecosystems. This can result carbon. Holoparasitic species are obligate parasites in change in ecosystems of relative species composi- and as such lack chlorophyll and have little indepen- tion under future CO2 rich atmosphere and climate dent capacity to assimilate carbon and inorganic nu- warming, known as the greenhouse effect. LITERATURA hättenschwiler s., zumbrunn t., 2006. Hemiparasi- AcyorD r. D., grAves j. D., 1997. The regulation of te abundance in an alpine treeline ecotone in- the water potential gradient in the host and creases in response to atmospheric CO2 enrich- parasite relationship between Sorghum bicolor ment. Oecologia 147, 47 52. and Striga hermontica. Ann. Bot. 80, 649 656. hibberD j. m., jeschke D. W., 2001. Solute flux into Ayres p. g., press m. c., spencer-Phillips p. t. n., parasitic plants. J. Exp. Bot. 52, 2043 2049. 1996. Effects of pathogens and parasitic plants on source-sink relationships. [W:] Photoassimi- jeschke D. w., hilpert A., 1997. Sink-stimulated pho- tosynthesis and sink-dependent increase in ni- late Distribution in Plants and Crops. zAmski e., schAffer A. A. (red.). Marcel Dekker Inc., 479 trate uptake: nitrogen and carbon relations of the parasitic association Cuscuta reflexa Rici- 500. nus communis. Plant Cell Envir. 20, 47 56. CAllADine A., PAte J. S., 2000. Haustirial structure jiAng f., jeschke w. D., hArtung W., 2003. Water and functioning of the root hemiparasitic tree flows in the parasitic association Rhinanthus Nuytsia floribunda (Labill.) R.Br. and water relationships with its hosts. Ann. Bot. 85, 723 minor/Hordeum vulgare. J. Exp. Bot. 54, 1985 1993. 731. cAmeron D. D., hwAngbo j.-K., keith A. m., gemi- keyes w. j., o mAlley r. c., kim D., lynn D. G., 2000. Signaling organogenesis in parasitic angio- nez j.-M., krAushAAr D., rowntree j., seel w. E., 2005. Interactions between the hemiparasitic an- sperms: xenognosin generation, perception and response. J. Plant Growth Regul. 19, 217 231. giosperm Rhinanthus minor and its host: from koskelA t., sAlonen v., mutikAinen p., 2001. Inter- cell to the ecosystem. Folia Geobot. 40, 217 229. action of a host plant and its holoparasite: ef- Dörr i., 1997. How Striga parasitizes its host: a TEM fects of previous selection by the parasite. J. and SEM study. Ann. Bot. 79, 463 472. Evol. Biol. 14, 910 917. estrAbrook e. m., yoDer J. I., 1998. Plant-plant kuijt j., lye D., 2005. Gross xylem structure of the communications: rhizosphere signaling between parasitic angiosperms and their hosts. Plant Phy- interface of Psittacanthus ramiflorus (Lorantha- ceae) with its hosts and with a hyperparasite. siol. 116, 1 7. Bot. J. Linnean Soc. 147, 197 201. gAjewski W., 1962. Pasożytnicze roÅ›liny kwiatowe. mAÅ‚uszyÅ„skA e., poDymA w., Drzewiecki j., kArn- PZWS, Warszawa. kowski W. 1998. Chwasty i roÅ›liny pasożytnicze gurney A. l., slAte j., press m. c., scholes j. D., objÄ™te przepisami kwarantanny. IHiAR PIOP, 2006. A novel form of resistance in rice to the Warszawa. angiosperm parasite Striga hermonthica. New mAnschADi A. m., wAng e., robertson m. j. meinke Phyt. 169, 199 208. h. sAuerborn J., 2003. Development of a para- hAupt s., opArkA k. j., sAuer n., neumAnn s., 2001. site module in APSIM (Agricultural Production Macromolecular trafficking between Nicotina System Stimulator) Case study: the parasitic tabacum and the holoparasite Cuscuta reflexa. weed Orobanche crenata infesting Faba bean. J. Exp. Bot. 52, 173 177. hAwksworth f. g., wiens D., 1996. Dwarf Mistle- Proceedings of the Australian Agronomy Confer- ence, Australian Society of Agronomy. toes: Biology, Pathology, and Systematics. [W:] mArvier m. A., smith D. i., 1997. Conservation im- Agriculture Handbook 709. geils B. W., nisley R. G. (red.). United States Department of Agri- plications of host use for rare parasitic plants. Conserv. Biol. 11, 839 848. culture Forest Service, Washington. AnnA DzierżyÅ„skA 142 mAtusovA r., bouwmeester H., 2006. The effect of press m. c., phoenix g. K., 2005. Impacts of parasit- host-root-derived chemical signals on the germi- ic plants on natural communities. New Phytol. nation of parasitic plants. [W:] Chemical Ecol- 166, 737 751. ogy: from Gene to Ecosystem. Dicke m., tAkken press m. c., grAves j. D., stewArD G. R., 1990. Physi- W. (red.). Springer, 39 54. ology of the interaction of angiosperm parasites mower j. p., stefAnovic s., young g. j., pAlmer j. D., and their higher plant hosts. Plant Cell Environ. 2004. Plant genetics: gene transfer from parasit- 13, 91 104. ic to host plants. Nature 11, 165 166. poDbielkowski z., poDbielkowskA m., 1992. Przysto- nickrent D. L., 2002. Parasitic Plants of the World. sowania roÅ›lin do Å›rodowiska. Wydawnictwa [W:] Parasitic Plants of the Iberian Peninsula Szkolne i Pedagogiczne, Warszawa. and Balearic Islands. lópez-Sáez j. A., cAtAln p., reiss g. c., bAiley j. A., 1998. Striga gesnerioides sáez l. (red.). Mundi-Prensa, Madrid, 7 27. parasiting cowpea: development of infection nickrent D. l., musselmAn l. J. 2004. Introduction structures and mechanisms of penetration. Ann. to parasitic flowering plants. The Plant Health Bot. 81, 431 440. Instructor. DOI: 10.1094/PHI-I-2004 0330 01 sAuerborn J., 1991. Parasitic Flowering Plants http://www.apsnet.org/education/IntroPlant- ecology and Management. Verlag Josef Margrave Path/PathogenGroups/Parasiticplants/default. Scientific Books. htm#types stewArD g. s., press m. C., 1990. The physiology and pAte j. s., 2001. Haustoria in action: case studies of biochemistry of parasitic angiosperms. Ann. Rev. nitrogen acquisition by woody xylem-tapping Plant Physiol. Plant Mol. Biol. 41, 127 151. hemiparasites from their hosts. Protoplasma szAfer w., kulczyÅ„ski s., pAwÅ‚owski b., 1988. RoÅ›li- 215, 1 4. ny Polskie. PWN, Warszawa. phoenix g. k., press m. C., 2005a. Linking physi- vAsey r., scholes j., press m., 2005. Wheat (Triti- ological traits to impacts on community struc- cum aestivum) is susceptible to the parasitic ture and function: the role of root hemiparasitic angiosperm Striga hermonthica, a major cereal Orobanchaceae (ex-Scrophulariaceae). J. Ecol. pathogen in Africa. Phytopath. 95, 1294 1300. 93, 67 78. yoDer J., 1997. A species-specific recognition system phoenix g. k., press M. C., 2005b. Effects of climate directs haustorium development in the parasit- change on parasitic plants: the root hemipara- ic plant Triphysaria (Scrophulariaceae). Planta sitic Orobanchaceae. Folia Geobot. 40, 205 216. 202, 407 413.