Ορχιδέες οι κατεργάρηδες της φύσης: τα μυστικά της επικονίασης τους
Έγινε ενημέρωση: 7 Απρ 2021
του Σπύρου Οικονομίδη
Η Οικογένεια των ορχιδεών αποτελεί την πλούσια σε αριθμό ειδών φυτική ομάδα. Με πάνω από 25000 είδη οι ορχιδέες καταλαμβάνουν όλα τα χερσαία ενδιαιτήματα, με εξαίρεση τις συνεχώς παγωμένες περιοχές και τις μεγάλες ερήμους της Αφρικής και της Αυστραλίας. Μια σημαντική ιδιαιτερότητα των ορχιδεών είναι ότι εξαπατούν τους επικονιαστές τους προκειμένου να εξασφαλίσουν την επιτυχή επικονίαση τους.
Η επικονίαση
Η επικονίαση, η μεταφορά της γύρης από το ένα άνθος στο άλλο ή ακόμα και στο ίδιο άνθος, αποτελεί τον μηχανισμό που οδηγεί στον σχηματισμό των σπερμάτων και κατ' επέκταση στην επιτυχή εγγενή αναπαραγωγή των φυτών. Στα πρώτα Σπερματόφυτα που εμφανίστηκαν στον εξελικτικό χρόνο η διασπορά της γύρης γινόταν κυρίως με τη βοήθεια του ανέμου, ωστόσο στα περισσότερα είδη πλέον στηρίζεται σε επικονιαστές, κυρίως έντομα, για τη μεταφορά της γύρης τους. Η γύρη στην πλειονότητα των ομάδων βρίσκεται στα άνθη με τη μορφή «σκόνης» που κολλάει σε τμήματα του σώματος των εντόμων που επισκέπτονται τα άνθη προκειμένου να βρουν τροφή (νέκταρ κ.τ.λ.). Έτσι η γύρη ενός άνθους μπορεί να μεταφερθεί από περισσότερους από έναν επισκέπτες σε γειτονικά άνθη.
Σφήκα του γένους Polistes με πολλίνια του είδους Epipactis helleborine subsp. helleborine στο κεφάλι της. Το είδος επισκέπτεται το άνθος για να τραφεί με νέκταρ που αυτό φέρει.
Η επικονίαση στις ορχιδέες
Στις ορχιδέες, ωστόσο, έχουμε δύο βασικές διαφορές. Η πρώτη αφορά τη μορφή της γύρης, η οποία είναι συσσωματωμένη σε σχηματισμούς που ονομάζονται πολλίνια (ή γυρεομάγματα). Η δεύτερη, η οποία εντοπίζεται περίπου στο 1/3 των ειδών της οικογένειας, αφορά την απουσία ανταμοιβής για τους επικονιαστές, δηλαδή τροφής. Το χαρακτηριστικό αυτό είναι ιδιαίτερα διαδεδομένο μέσα στην οικογένεια των ορχιδεών, ενώ εκτός αυτής εμφανίζεται μόνο σε λίγες περιπτώσεις. Η απουσία αμοιβής σε αυτά τα είδη συνεπάγεται και απουσία «λόγου» για τους επικονιαστές να τα επισκεφτούν, καθώς στη φύση κανένας δεν κάνει χάρες. Ωστόσο, η εξέλιξη έχει «προσφέρει» σε αυτές τις ορχιδέες μια σειρά αξιοθαύμαστων μηχανισμών προκειμένου να προσελκύουν τους επικονιαστές τους. Στο παρόν άρθρο θα γίνει μια παρουσίαση των κυριότερων από αυτούς τους μηχανισμούς, με έμφαση σε αυτούς που εμφανίζονται στα είδη της Ευρώπης και, προφανώς, της Ελλάδας.
Φωτογραφία πολλιναρίου του είδους Ophrys fusca subsp. fusca στην κεφαλή βελόνας.
Μηχανισμοί επικονίασης των ορχιδεών
Πριν παρουσιάσουμε τους βασικούς μηχανισμούς εξαπάτησης των επικονιαστών, πρέπει να τονιστεί ότι η πλειονότητα των μελών της οικογένειας προφέρει νέκταρ στους επικονιαστές τους (ένα welcome drink για το καλωσόρισμα σαν να λέμε), ή συνδυάζει την παραγωγή νέκταρ με μηχανισμούς εξαπάτησης προκειμένου να εξασφαλίσει την επιτυχή επικονίαση τους.
Τροφική εξαπάτηση
Μια μεγάλη ομάδα ορχιδεών εξαπατούν τους επικονιαστές τους, και εξασφαλίζουν την επικονίαση τους χωρίς να τους παρέχουν ανταμοιβή (τροφή). Οι ορχιδέες αυτές φέρουν χρώματα, αρώματα και μορφολογία ανθέων παρόμοια με τα είδη που ανταμείβουν τους επικονιαστές. Έτσι οι επικονιαστές, συνήθως όσο είναι ακόμα νέα άτομα, επισκέπτονται και αυτούς τους «κατεργάρηδες» με αποτέλεσμα να μεταφέρουν τα πολλινάρια τους χωρίς να λαμβάνουν ανταμοιβή. Χαρακτηριστικό παράδειγμα αυτής της στρατηγικής αποτελεί το γένος Dactylorhiza που είναι ιδιαίτερα διαδεδομένο στην Ευρώπη.
Μέλισσα του γένους Bombus με πολλίνια του είδους Dactylorhiza saccifera στο κεφάλι της. Το είδος επισκέπτεται το άνθος για να τραφεί με νέκταρ, ωστόσο το είδος αυτό δεν διαθέτει νέκταρ για τους επισκέπτες.
Μίμηση καταφυγίου
Η επικονίαση των ορχιδεών που στηρίζονται στη μίμηση καταφυγίου για να προσελκύσουν επικονιαστές στηρίζεται στην ομοιότητα των ανθών τους με θέσεις που μπορούν τα έντομα να χρησιμοποιήσουν ως καταφύγιο. Τα άνθη των ορχιδεών αυτών έχουν συνήθως μορφή σωλήνα, όπως στο γένος Serapias. Τα άνθη αυτά συνήθως φέρουν θερμοκρασία υψηλότερη από το περιβάλλον και ως αποτέλεσμα τα έντομα μπορούν να βρουν καταφύγιο σε αντίξοες συνθήκες, εξαιτίας αυτού δεν μπορεί να θεωρηθεί «καθαρή» μορφή εξαπάτησης. Μια ιδιαίτερη περίπτωση μίμησης καταφυγίου αποτελεί το είδος Ophrys helenae, το οποίο παρά το γεγονός ότι τα άνθη του δε φέρουν μορφή σωλήνα προσελκύει τους επικονιαστές του με το έντονο μπορντό/ρόδινο χρώμα του. Οι επικονιαστές αντιλαμβάνονται το άνθος ως τρύπα στο έδαφος, και ως εκ τούτου καταφύγιο, γι’ αυτό και συχνά εντοπίζονται να κοιμούνται πάνω στα άνθη του είδους νωρίς το πρωί.
Μέλισσα του γένους Eucera που κοιμάται πάνω στο άνθος της Ophrys helenae. Τα πολλινάρια έχουν προσκολληθεί στο κεφάλι του εντόμου και θα τα μεταφέρει μόλις ξυπνήσει.
Σεξουαλική εξαπάτηση
Μια ιδιαίτερη μορφή επικονίασης, μοναδική για τις ορχιδέες, αποτελεί η σεξουαλική εξαπάτηση που εμφανίζεται κυρίως στο γένος Ophrys, που εξαπλώνεται κυρίως στην Ευρώπη. Τα είδη του γένους Ophrys παράγουν φερομόνες ίδιες με αυτές των θηλυκών σφηκών ή μελισσών. Ταυτόχρονα το σχήμα, η υφή και το χρώμα του άνθους προσεγγίζει αυτό των θηλυκών εντόμων. Τα παραπάνω έχουν ως αποτέλεσμα την προσέλκυση των αρσενικών εντόμων, που στην προσπάθεια τους να συζευχθούν με το «θηλυκό» έντομο μεταφέρουν τα πολλινάρια της ορχιδέας.
Το κέρδος των κατεργάρηδων
Οι τρεις παραπάνω τρόποι εξαπάτησης αποτελούν τους πιο κοινούς στην Ευρώπη. Βεβαίως η εξέλιξη έχει προικίσει τις ορχιδέες, ανά τον κόσμο, με μερικούς ιδιαίτερα συναρπαστικούς μηχανισμούς προσέλκυσης και προσκόλλησης των πολλιναρίων στους επικονιαστές. Σημαντικά παραδείγματα είναι το γένος Drakaea στην Αυστραλία, που κοπανάει το έντομο πάνω στα πολλινάρια για να του τα προσκολλήσει, το γένος Catasetum της Αμερικής που εκτινάσσει τα πολλινάρια του πάνω στα έντομα που επισκέπτονται τα άνθη του κ.α. Το κέρδος αυτής της προσπάθειας είναι προφανώς η επιτυχής επικονίαση. Ωστόσο οι ορχιδέες που δεν παρέχουν νέκταρ ως ανταμοιβή, έχουν ακόμα ένα σημαντικό κέρδος για το οποίο θυσιάζουν τα υψηλά ποσοστά επικονίασης, αφού οι επικονιαστές δεν τις επισκέπτονται συχνά μόλις μάθουν την «απάτη» τους. Ποιο είναι το κέρδος τους; Μα, ο περιορισμός της αυτοεπικονίασης, της εναπόθεσης δηλαδή των πολλιναρίων στη στιγματική κοιλότητα του άνθους από τα οποία προέρχονται ή άλλου άνθους του ίδιου ατόμου. Η αυτοεπικονίαση, αν και συχνή στο φυτικό βασίλειο και στις ορχιδέες, σε πολλές περιπτώσεις μπορεί να δημιουργήσει σημαντικά προβλήματα στην επιβίωση ενός πληθυσμού καθώς υποβιβάζει τη γενετική ποικιλότητα αυτού.
Science fact
Προκειμένου να επιτευχθεί η επικονίαση η γύρη από τους στήμονες («αρσενικό» τμήμα του άνθους) ενός άνθους πρέπει να φτάσουν στο στίγμα («θηλυκό» τμήμα του άνθους). Στην περίπτωση των ορχιδεών το στίγμα και ο στύλος έχουν συνενωθεί με το γόνιμο στήμονα σε μια δομή με μορφή στήλης που ονομάζεται γυνοστίμιο και αποτελεί χαρακτηριστικό όλων των ορχιδεών.
Τι να θυμάσαι:
Το 1/3 των ειδών της οικογένειας Orchidaceae εξαπατούν τα έντομα για να εξασφαλίσουν την επικονίασή τους.
Υπάρχουν πολλοί τρόποι εξαπάτησης των επικονιαστών. Οι κυριότεροι στην Ευρώπη είναι η σεξουαλική εξαπάτηση, η τροφική εξαπάτηση και η μίμηση καταφυγίου.
Οι ορχιδέες που εξαπατούν τους επικονιαστές παρουσιάζουν χαμηλότερα ποσοστά σχηματισμού καρπών από τα είδη τα οποία παρέχουν νέκταρ στους επικονιαστές.
Το μεγάλο κέρδος των «κατεργάρηδων» είναι η αποφυγή της αυτοεπικονίασης.
Για περισσότερες πληροφορίες:
Jersakova J., Johnson S.D., Kindlmann P. (2006). Mechanisms and evolution of deceptive pollination in orchids. Biological Reviews, 81: 219-235.
Claessens J., Kleynen J. (2011). The flower of the European Orchid: Form and function. Published by: Claessens J. & Kleynen J.
Λίγα λόγια για τον Σπύρο Οικονομίδη...
«Είμαι Υποψήφιος Διδάκτορας του Τμήματος Βιολογίας του Εθνικού και Καποδιστριακού Πανεπιστημίου Αθηνών. Τα τελευταία 4 χρόνια το ερευνητικό μου ενδιαφέρον έχει κεντρίσει η αναπαραγωγική βιολογία των ορχιδεών σε παγκόσμιο επίπεδο, αλλά κυρίως των αυτοφυών ορχιδεών της Ελλάδας.
Τα κύρια ερευνητικά μου ενδιαφέροντα αποτελούν: 1) η βιολογία αναπαραγωγής των ορχιδεών της Ελλάδας 2) βιολογία διατήρησης κινδυνευόντων φυτικών ειδών και 3) η ποικιλομορφία των λειτουργικών χαρακτήρων της οικογένειας Orchidaceae.
Στην προσωπική μου σελίδα μπορείτε να βρείτε περισσότερα σχετικά με τη δουλειά και τα ενδιαφέροντα μου, καθώς και τα στοιχεία επικοινωνίας μου.»