Seemnete levik — määratlus, levitustüübid ja mehhanismid

Seemnete levik: määratlus, levitustüübid ja mehhanismid — tuul, vesi, loomad ja ko-evolutsioon. Sisu- ja praktiline juhend taimede leviku mõistmiseks ning uurimiseks.

Seemnete levik on protsess, mille kaudu seemned satuvad emataimest uude asukohta. Sõna "hajutamine" tähendab levikut või laialilaotamist. Põhimõte on lihtne: taimed ise ei liigu pärast juurdumist, mistõttu on nende liikide jaoks oluline, et seemned eemalduksid emataimest. Kui seemned jäävad ainult emataime kõrvale, tekib tugev konkurents nii õe‑ ja venna‑seemnede vahel kui ka emataimega. Lisaboonus on laiem levik: kui liik on hajutatud, väheneb kohaliku katastroofi (näiteks tulekahju, põud või haigus) oht kõiki isendeid korraga hävitada.

Bioloogiliselt on see strateegia olnud edukas juba väga kaua. Alates esimestest maismaataimedest Siluri perioodil ja edasi kuni alumise kriidiajani levisid eosed ja seemned suuresti mehaaniliselt, peamiselt tuule või vee abil. Traditsiooniliselt toimusid paljude taimede puhul nii viljastamine kui ka levik tuule kaudu. Suur muutus aset leidis koos õitsvate taimede ehk angiospermide ilmumisega kriidiajastul, mil tekkisid uued suhted tolmeldajatega.

Lillede ja putukate koostöö on üks silmapaistvamaid näiteid ko-evolutsioonist. Kivistunud mardikate ja kärbeste soolestiku sisu, tiibade struktuurid ja suulõiked viitavad sellele, et need putukad tolmeldasid varasemaid õisi. Seos mardikate ja angiospermide vahel alumisel kriidiajal ning nende paralleelne kiirgumine ülemisel kriidiajal näitab, kuidas tolmeldajad ja lilled koos arenesid. Hilisem areng, sealhulgas õite ja viljade mitmekesisus, kinnitab hümnopterlaste (mesilased, sipelgad jt) ja angiospermide vahelise mutualismi tekkimist.

See, mis kehtib tolmeldamise kohta, kehtib sageli ka leviku kohta. Madalamate taimede eosed levivad peaaegu alati tuulega; sama kehtib paljude seemnete kohta. Kuid taimede arenedes on välja kujunenud mitmeid kohastumusi, mis võtavad arvesse loomade rolli levikus: nii eosed, seemned kui ka viljad võivad olla kohandatud jõudmaks üle loomade vahendusel kaugele uute kasvukohtadeni. Kui levik toimub looma söömise teel, on sageli kasulik, et viljad oleksid toitvad ja atraktiivsed — see soodustab seemnete levikut koos loomade liikumisega.

Levitustüübid

• Anemohhooria — tuulega levik. Seemned või eosed on kerged, sageli varustatud tiibade, rõngaste või siidiste karvadega (näiteks võilill, tammepuudel). Tuulega võivad levida nii lühemad kui ka väga pikad vahemaad, sealhulgas looduslikud pikkdistantsilised levikud.
• Hydrohhooria — vee abil levik. Seemned võivad ujuda jõgedes, rannikuvetes või liigikaaslaste ümber koguneda vihmavees ja üleujutustes. Mõned töötavad kui padjad või kotid, mis püsivad vees kaua (nt kookospähkel‑sarnased viljad).
• Zoohooria — loomadega vahendatud levik. Siia kuulub:
  • Endozoohooria — seemned satuvad looma seedetrakti kaudu (loom sööb vilja, seemned väljuvad koos väljaheidetega). Sageli vajab seemne sisene läbipääs lihaselistest või happelistest tingimustest seemnekahju eemaldamist või leotamist, mis soodustab idanevust.
  • Epizoohooria — seemned kinnituvad looma karvadele, suletele või nahale konksude, ujukate või kleepainete abil ja langevad laiali koos looma rändega.
  • Synzoohooria — loomad kannavad või varuvad vilja (nt oravad, linnud) ja osa seemnetest unustatakse või jäetakse maha, mis võimaldab idanevust uues kohas.
• Autohooria — isenev või mehaaniline „heitmine“. Taimed võivad seemned välja paisata (näiteks purunevad kotikulguriga viljad või pinge alusel lennutatakse õietolm ja seemned eemale).
• Anthropohooria — inimtegevuse poolt vahendatud levik. See hõlmab nii tahtlikku külvi kui ka tahtmatut transporti (nt seemned tolmul, masinate peal, kaubaveoga). Tänapäeval on inimtekkeline levik tähtis uimastavate invasiivsete liikide levikul.

Levikumehhanismid ja kohastumused

• Füüsilised struktuurid: tiivad, tiivad‑laadsed voldid, karvad, ripsmed, villad ja õhuliseks suspensiooniks kohandatud struktuurid aitavad tuulega levimisel.
• Kemialised ja söödavusomadused: magusad, viljad, värvilised viljad ja lõhnad meelitavad putukaid, linde ja imetajaid, kes viivad seemneid eemale.
• Passiivne kinnitumine: konksjad või kleepuvad seemned kinnituvad loomadele või inimeste riietele (epizoohooria).
• Seedetrakti läbimine: mõnede seemnete idanevus paraneb pärast loomade seedetrakti läbimist (leki või keemiline toime eemaldab seemnekesta inhibiitorid).

Seemnete omadused ja strateegiad

Seemne suurus, varud ja marda‑ID strateegiad kujunevad vastukaaluna paljudele nõudmistele: suur seeme annab alguseks rohkem varusid iduplahvatusel, kuid neid on vähem; väikesed seemned on kergemini hajutatavad suurtel kaugustel. Paljud liigid kasutavad seemnekestide dormantsi, et oodata sobivaid idastumise tingimusi—valgus, temperatuur, niiskus, tulekahju või mehaaniline kahjustus võivad toimida idanevuse vallandajatena.

Genes ja ökoloogilised tagajärjed

Seemnete levik mõjutab populatsioonide geneetilist struktuuri, liigisisest ja liigivahelist konkurentsi ning liigi levila muutumist. Laiem levik soodustab geenivoogu ja suurendab kohaliku surelikkuse riskiga toimetuleku võimalust. Samas võib kiire ja kaugeleulatuv levik soodustada invasiooniliste liikide levikut, mis võivad kahjustada kohalikke ökosüsteeme.

Pikkdistantsiline levik ja kujunemine

Isegi harvad kauglevikud (nt tugevate tormide või loomade rändeteede kaudu) võivad olla evolutsiooniliselt olulised: need võimaldavad taimeliikidel koloniseerida uusi saari või ületada geograafilisi tõkkeid. Leviku ja idanevuse mudelid kasutavad sageli dispersioonikerneli, mis kirjeldab tõenäosust, et üksik seeme jõuab teatud kaugusele emataimest.

Inimese mõju ja majanduslik tähtsus

Inimene mõjutab seemnete levikut tugevalt: põllumajandus, kaubandus, maastikumuutused ja globaalne transport suurendavad võimalusi uute liikide levikuks. See toob kaasa nii positiivseid (nt viljapõllud, metsauuendused) kui ka negatiivseid tagajärgi (invasioonid, metsikult levivad umbrohud). Seetõttu on oluline mõista levimehhanisme, et planeerida taastamistöid, invasiivsete liikide tõrjet ja looduskaitset.

Praktilised näited ja tähelepanekud

• Tuulega levivad seemned: võilill, puudel liblikad või tiibadega seemned.
• Vee kaudu levivad: mõned rannikutaimed ja mangroovid, samuti kookospähklilaadsed viljad, mis võivad ookeanivooludes rännata.
• Loodega levivad: marjadega viljad (põõsad, marjad) meelitavad linde ja imetajaid, kes viivad seemneid väljaheidetega edasi.
• Epizoohooria näide: mitmed püsikud ja rohutaimed, mille seemned kinnituvad loomade karvadele.

Kokkuvõte

Seemnete levik on taimeriigi keskne protsess, mis hõlmab paljusid mehhanisme ja kohastumusi (tuul, vesi, loomad, iseseisev paiskamine ja inimene). Levik mõjutab liikide levikupiire, geneetilist mitmekesisust ja ökosüsteemi struktuuri. Mõistmine, kuidas ja miks seemned levivad, aitab meil paremini kaitsta looduslikke kooslusi, hallata majanduslikult tähtsaid liike ning tõrjuda invasiivseid organisme.

Mehhaaniline hajutamine

Tuulega levimine

Tuulega leviva seemne puhul on oluline, et see on väga kerge. See peab olema võimeline hõlpsasti tuulega hõljuma, muidu langeb see otse maapinnale. Mõnede seemnete, näiteks piimalille ja võilille seemnete peal on "langevarjud". Mõned seemned on väga väikesed ja kerged, peaaegu nagu tolm. Orhideeseemned ja mooniseemned on sellised. Mooni seemned on väikese kapsli sees, mille ülaosas on väikesed avad. Tuulisel päeval kõigub mooni viljakapsel küljelt küljele, raputades pisikesi seemneid aknast välja nagu soolakübar.

Teine puu, mida võib tuul laiali ajada, on vahtra viljad. Vahtrapuul on väikesed skisokarpe, mis on kahepoolsed tiivulised viljad. Neid nimetatakse ka samaraks. Nende kergus ja "tiivad" aitavad neil õhus püsida, kuni nad on jõudnud uude, rohke pinnasega kohta. Ka pärnadel ja kaskedel on samaraid.

Plahvatusohtlik tegevus

Mõned puuviljad võivad küpsedes oma seemned ära visata (ära visata). See on üks taimede kiire liikumise tüüp, kus viljad visatakse välja väikesest "masinast".

Hernekaubad kasutavad sageli mehaanilist hajutamist. Kui seemned on valmis, kuivab kaun ära. Kui kauna kuivab, kuivab kauna sisemine osa kiiremini kui väline osa. See paneb kaunad seestpoolt väänduma, lõhkudes äkki vägivaldselt lahti, keereldes väikeseks spiraaliks. Kui see rullimine toimub, lendavad seemned kaunast välja igas suunas.

Impatiens - mida nimetatakse ka "touch-me-nots" või "jewel weeds" - on suur õistaimede perekond. Kui seemned on küpsed ja valmis, saab kuivatatud viljadest päästik. Kui loom või inimene taime puudutab, lõhkeb see lahti ja paiskab seemned kõikjale. Kui maapind on märg, võivad seemned idaneda otse seal, kus nad maanduvad; nad võivad ka kapsli lõhkemise põhjustanud olendi külge kinni jääda. See võib aidata neil uude kohta kanduda.

Ka lillad ja hobused kasutavad mehaanilist levikut. Kui seemned on valmis, avaneb see valju "POP!" heliga. Üks teine vili, mida nimetatakse pritsikurgiks, kasutab samuti mehaanilist levikut. On veel sadu teisi vilju, mis kasutavad mehaanilist levikut.

Vee hajutamine

Need taimed kasvavad tavaliselt vee lähedal. Kui seeme satub vette, võib see enne kasvukoha leidmist kanduda pikalt.

Hea näide on vesiroos. Vesilillede kaunid õied loovad vilja, mis ujub mõnda aega vees ja vajub seejärel põhja, et juurduda tiigi põhjas. Veelillede seemned võivad vees laiali valguda ja idaneda.

Palmi, mis kasvab vee lähedal, levitab oma seemneid samuti vee kaudu. Võimsad ookeanivoolud, mis ühendavad mandreid, liigutavad palmi seemned, mida nimetatakse kookospähkliteks, oma uude koju.

Mangroovipuu elab otse vees. Nende seemned langevad puult maha ja kasvatavad juured, niipea kui nad mullaga kokku puutuvad. Kui on palju vett, võivad nad kaugele kanduda.

Enamik pähkleid, nagu tammesid, kreeka pähklid ja pekaanipähklid, levivad nii vee kui ka loomade kaudu. Peamine viis, kuidas need levivad vee kaudu, on üleujutuse ajal või kui nende taimed kasvavad jõe või oja lähedal. Paljud pähklipuud kasvavad selliste kohtade lähedal, mis on sageli üleujutatud. Kuigi vesi on pähklipuude jaoks oluline, ei ole see nii oluline kui teiste taimede jaoks, sest paljudel puudel on juured, mis võivad kasvada kaugele puu juurest, et leida head pinnast ja vett.

Palmid kasutavad kookospähklite hajutamiseks vett.


Selle võilille tipus olevad "langevarjud" aitavad neil tuulega ära kanduda.

Loomade levik

Loomad levitavad seemneid mitmel viisil. Üks näide on näiteks kõrred, mis jäävad teie sokkidele ja pükstele külge, kui te kõnnite läbi rohupõldude. Emane taim teeb õitest väikesed okkalised kobarad. Need kobarad visatakse kas taimelt maha ja maapinnale või jäävad taime külge, kuni mööduv loom (või inimene) saab kobara oma karva, sulgede või sokkide külge. Siis kantakse kobarad uude kohta, kus loomad püüavad neid tavaliselt ise maha saada. Loomad närivad, kraapivad või nokkivad kobaraid, et neid maha saada. Seejärel heidetakse kobarad maapinnale, eemale emataimest. Paljudel rohusemnetel on pinnad, mis jäävad mööduvate olendite külge kinni. Näiteks on odaheina rohtudel okastraadid, mis võivad mööduvate loomade külge kinni jääda või tugeva tuulega uuele kohale puhuda.

Teine võimalus, kuidas loomad aitavad seemnete levitamisel, on see, et loomad ise seemned istutavad. Loomad nagu hiired, oravad ja jaanalinnud koguvad kevadel ja suvel vilju ja pähkleid ning hoiustavad neid eelseisvaks talveks. Paljudel juhtudel hoiavad nad neid vilju ja pähkleid maasse mattes - sageli rohkem, kui nad vajavad. Kui nad tulevad vilju ja pähkleid ära võtma, jätavad nad mõned neist maha. Need, mis jäävad maha, muutuvad taimedeks.

Seemned levivad sageli väljaheidetega (kaka). Loomad neelavad vilju (sealhulgas seemneid): nad seedivad pehmed viljad, kuid seemned satuvad välja nende väljaheitega. Mõnes vihmametsas levitavad loomad peaaegu 90% puuliikidest. Loomad nagu nahkhiired - näiteks Lõuna-Ameerikas elav lühikesesaba-nahkhiir - võivad ühe öö jooksul laiali ajada kuni 60 000 seemet.

See laululind sööb marju, kuid seemneid ei seedita. Need tulevad välja linnu väljaheitega.


Vaata teravikuliste "konksude" konarusi.

Küsimused ja vastused

K: Mis on seemnete hajutamine?

K: Kuidas levitasid taimed oma eoseid ja seemneid enne õitsvate taimede ilmumist?

K: Millist tüüpi suhe on õitel ja putukatel?

K: Millal algas see mutualism hümenopterite (mesilaste) ja angiospermide (õistaimede) vahel?

K: Kuidas levivad eosed?

K: Kuidas on viljad hajutamiseks kohandatud?

Otsing