بروميلياد: الخصائص ، خطر الانقراض ، التكاثر - مادة الاحياء

البروميليا هو جنس من النباتات الأصلية في منطقة استوائية من القارة الأمريكية تسمى Guiana Shield في فنزويلا ، تنتمي إلى عائلة Bromeliaceae. ومع ذلك ، فإن النباتات من أجناس أخرى من نفس عائلة Bromeliaceae تسمى عادة بروميلياد.

تتميز نباتات جنس Bromeliad بامتلاكها أوراق جلدية على شكل شريط من اللونين الأخضر والأحمر ، وأزهار السبلة المبهرجة والفواكه التي تشبه التوت. تؤدي الغالبية العظمى من البروميلياد وظيفة هامة في النظام البيئي بسبب قدرتها على تخزين المياه في هيكل يشبه الخزان تتشكل مع أوراقها.

الشكل 1. بروميلياد من جنس Guzmania في كوستاريكا. المصدر: Rodtico21 ، من ويكيميديا كومنز

تمثل خزانات المياه هذه آلية مثيرة للاهتمام للتكيف والبقاء على قيد الحياة للنبات وتؤدي وظيفة توفير موطن دقيق لمجتمعات الكائنات الحية الدقيقة النباتية والحيوانية (الحشرات المائية والعناكب والرخويات والبرمائيات والزواحف الصغيرة والطيور الصغيرة).

تصنيف

اعتمادًا على المكان الذي تعيش فيه ، يمكن تصنيف البروميليا إلى:

البرية: إذا نمت على الأرض ،

Rupícolas أو saxícolas: إذا كانوا يعيشون على الحجارة أو الصخور ، و

نباتات المشاة: إذا كانت تعيش على نباتات أخرى.

الشكل 2. بروميلياد نباتية. المصدر: جيلهامبشاير من كرادلي ، مالفيرن ، المملكة المتحدة ، عبر ويكيميديا كومنز

التوزيع الجغرافي والموئل

تتكون عائلة Bromeliaceae من حوالي 3170 نوعًا موزعة في 58 جنسًا ، وتقع في القارة الأمريكية من جنوب الولايات المتحدة في فلوريدا إلى الأرجنتين ، ولكن بشكل رئيسي في المكسيك ، بليز ، غواتيمالا ، بنما ، جزر الأنتيل ، فنزويلا ، كولومبيا و فقط الأنواع الموجودة في غرب إفريقيا ، Pitcarnia feliciana.

البروميلياد هي جنس مع عدد كبير من الأنواع الأرضية والنباتية ، والتي تعيش في مناخ استوائي دافئ من 0 إلى 2900 متر فوق مستوى سطح البحر ، في الكثبان الساحلية والغابات الاستوائية الرطبة.

تمكنت هذه النباتات من التكيف مع الغابات الاستوائية المطيرة ، وقمم التيبيوس ، ومرتفعات الأنديز ، والمناطق الجافة على سواحل البحر الكاريبي ومستنقعات الولايات المتحدة بفلوريدا.

نظرًا لدرجة توطنها العالية ، تشكل البروميليا أحد أهم الأجناس في موطنها ، وغابات استوائية رطبة غالبًا.

أصل تطوري

هناك نوعان من النظريات حول أصل البروميلياد. يؤكد الأكثر قبولًا على نطاق واسع أنه في أوائل أوليغوسين - مرحلة التطور الجيولوجي للكوكب قبل 33 مليون سنة ، حيث انفصلت القارات بالفعل - بدأت مجموعة صغيرة من النباتات ، في تيبوي في فنزويلا ، في تنويعها ، التشتت والاستعمار في القارة الأمريكية.

تيبيس

tepuis (جمع Tepuy) ، هي هضاب شديدة الانحدار ، بجدران عمودية وقمم مسطحة عملياً ، وتقع في Guiana Shield ، جنوب فنزويلا. إنها أقدم التكوينات الجيولوجية المكشوفة على هذا الكوكب ، والتي نشأت في عصر ما قبل الكمبري.

تأتي كلمة Tepuy من كلمة من لغة Pemón الأصلية ، والتي تعني "موطن الآلهة في الجبل".

لا تشكل tepuis سلسلة ولكنها معزولة بشكل فردي. نظرًا لخاصية العزلة هذه ، فإن tepuis لها بيئات خاصة جدًا حيث تتطور أشكال الحياة النباتية والحيوانية الفريدة.

الخصائص المورفولوجية

تم وصف جنس البروميليا في البداية من قبل كارولوس لينيوس ، عالم النبات السويدي وعالم الحيوان (1707-1778) ، مبتكر تصنيف الكائنات الحية (التصنيف). تم تعيين اسم Bromeliad تكريما لعالم النبات السويدي Olof Bromelius (1639-1705).

الأنواع التي تنتمي إلى جنس Bromelia هي نباتات كثيفة ذات تعقيد هيكلي معين واستمرارية الموائل.

يوجد أدناه وصف مورفولوجي عام مبسط لنباتات جنس Bromeliad.

جذر

في نباتات البروميلياد (التي تعيش على نباتات أخرى) و rupicolous (التي تعيش على الصخور) ، تكون جذور الجذمور أو الجذور الصخرية صغيرة ويجب أن تتمتع بأقصى قدرة على الإمساك بركائزها بخلاف التربة.

إيقاف

وهي نباتات عديمة الجذعية أو نباتات قلوية قليلاً (جذع قصير). هذه الظاهرة تسمى الاختزال الخضري.

اوراق اشجار

البروميليا لها أوراق طويلة وضيقة على شكل شريط خضراء زاهية وحمراء ومصنوعة من الجلد. حواف الورقة مسننة ، والحافة بها أشواك.

الأوراق متعددة ، منتصبة ، وفي الغالبية العظمى من البروميلياد ، يتم ترتيبها بإحكام شديد ، متداخلة في شكل وردة.

هذه الحقيقة تسمح لهم بالحصول على خاصية مورفولوجية فريدة من نوعها تقريبًا لعائلة Bromeliaceae: تطوير هيكل يشبه الخزان (fitotelmata) ، حيث يتم جمع مياه الأمطار والمواد العضوية ، مما يخلق موطنًا للكائنات الحية الدقيقة والحشرات والعناكب والرخويات ، البرمائيات ، بالإضافة إلى استخدامها كغذاء للزواحف الصغيرة والطيور.

زهور

أزهار بروميلياد لها بتلات سمين ، تنمو في مجموعات ، على محور قصير أو عناقيد. إنها زهور جذابة للغاية للنظر إليها. تختلف النورات اختلافًا كبيرًا في الشكل والحجم واللون.

فاكهة

فواكه تشبه التوت ، بألوان مختلفة ، صفراء أو وردية ، سمين وبذور مفلطحة.

الشكل 3. بروميلياد الإزهار. المصدر: GeraldoBARBOZA ، من ويكيميديا كومنز

الخصائص الفيزيولوجية البيئية

الإشعاع التكيفي

يقال أن البروميليا نباتات ناجحة لأنها نجت واستعمرت العديد من المناطق المختلفة في أمريكا. هذا النجاح يفسر من خلال قدرتها العالية على التكيف.

الإشعاع التكيفي هو عملية تطور بيولوجي تصف الانتواع السريع لنوع واحد أو أكثر ، وملء المنافذ البيئية المتاحة. قمم tepuis هي أماكن ذات ظروف معاكسة للغاية لتطوير النباتات.

الشكل 4. Kukenan tepui في فنزويلا. المصدر: باولو كوستا بالدي ، من ويكيميديا كومنز

الترسبات وفيرة ، والتربة الصخرية لا تسمح بالتسلل ولا تحتفظ بالمياه. يعتبر التشعيع الشمسي شديدًا جدًا (نظرًا لأن درع جويانا يتخطى الخط الاستوائي للأرض) والتذبذب في درجات الحرارة بين النهار والليل مرتفع جدًا.

يجب أن تكون النباتات التي تنمو في tepuis قادرة على النمو في بيئات فقيرة في المغذيات ، وارتفاع الإشعاع الشمسي والرطوبة ، مع قلة توافر مياه التربة. لهذه الأسباب ، توجد مساحات شاسعة خالية من الغطاء النباتي في التبوي.

آليات التكيف

تتغلب البروميليا على كل هذه الصعوبات التي لا تستطيع الغالبية العظمى من النباتات التغلب عليها ، من خلال آليات التكيف التالية.

وجود ترايخومات متخصصة

Trichomes هي تراكيب ملحقة البشرة ، على شكل حليمات أو شعر أو قشور. يمكن أن تكون بمثابة حماية من الأشعة فوق البنفسجية. بالإضافة إلى ذلك ، فإنها تفرز مواد تعمل كدفاع ضد الحيوانات المفترسة ، وتجذب الملقحات ، وهي مضادة للجراثيم أو مضادة للفطريات.

في النباتات المشبعة من جنس Bromelia ، تلعب الأشكال ثلاثية الألوان للأوراق وظيفة مهمة تتمثل في امتصاص الماء والمغذيات الموجودة في النبات. في بعض أنواع البروميليا الخالية من الخزان ، تمتص الأشكال الثلاثية الرمادية الرطوبة والمغذيات وتحمي من الإشعاع الشمسي الاستوائي المفرط عن طريق عكس الضوء الساقط (مثل البروميلياد من جنس Tillandsia).

فيتوتيلماتا

تتكون فيتوتيلماتا من مجموعة الأجسام أو رواسب المياه في النباتات غير المائية. تتشكل في هياكل مثل الأوراق المعدلة ، المحاور الورقية ، الزهور ، الثقب الداخلي المثقوب ، التجاويف في الجذوع ، من بين أمور أخرى.

الشكل 5. خزان مركزي لتخزين بروميلياد. المصدر:

يحتوي جنس Bromelia على عدد كبير من أنواع fitotelmata ، التي تحبس الماء في خزان مركزي و / أو في محاور الأوراق. يمكن أن تعمل هذه المسطحات المائية الصغيرة كموائل دقيقة لمجموعة متنوعة من الكائنات المائية.

بهذه الطريقة ، من خلال خزانات مياه fitotelmata الخاصة بهم ، يوفر جزء جيد من البروميلياد ظروفًا مثالية للرطوبة ودرجة الحرارة والغذاء والمأوى الواقي من الحيوانات المفترسة ، مما يدعم المجتمعات المعقدة من الكائنات الحية المرتبطة.

من بين هذه الطحالب والبكتيريا والفطريات والحيوانات المجهرية أحادية الخلية والقشريات الصغيرة والعناكب والحشرات المائية والرخويات والديدان الخيطية والضفادع والسحالي والإغوانة وغيرها.

تتمثل مزايا وجود خزانات مياه لأنواع من جنس Bromeliad في توافر واحتياطي ليس فقط من الماء ، ولكن أيضًا من العناصر الغذائية مثل المركبات الكيميائية البسيطة التي تحللت بالفعل بواسطة المُحلِّلات (البكتيريا والفطريات) ، والتي تعيش في phytotelma والتي يتم امتصاصها بواسطة trichomes الأوراق مباشرة.

مرابي حيوانات في البروميلياد

لا تحتفظ المحاور الورقية للعديد من أنواع البروميلياد بالمياه ولكنها أماكن رطبة بها مواد عضوية متحللة.

تتحول هذه الأماكن الإبطية إلى موائل صغيرة تراريوم توفر مأوى لحيوانات الأرض الصغيرة مثل العقارب والديدان والثعابين والزواحف المتنوعة.

التمثيل الغذائي CAM

استقلاب حمض Crassulaceae أو CAM (من الإنجليزية: Crassulaceae Acid Metabolism) ، هو نوع خاص من التمثيل الغذائي الذي توجد به بعض النباتات.

معظم النباتات تمتص وإصلاح CO ₂ خلال النهار. في النباتات مع استقلاب CAM، هاتين العمليتين - امتصاص CO ₂ وتثبيت في مركبات الكربوهيدرات العضوية - تحدث بشكل منفصل على مرحلتين.

في التمثيل الغذائي CAM، وCO ₂ يمتص اللازمة لعملية التمثيل الضوئي بين عشية وضحاها وتخزينها في فجوات الخلوية مثل حمض الماليك. في اليوم التالي، وCO ₂ يتم تحريرها من حمض الماليك واستخدامها في إنتاج الكربوهيدرات بوساطة أشعة الشمس.

تسمح هذه الآلية بالميزة التكيفية لتوفير المياه ، حيث أنه خلال ساعات النهار التي تشهد تشعيعًا شمسيًا أكبر ودرجات حرارة قصوى ، يمكن للنباتات إبقاء ثغورها مغلقة وبالتالي يمكنها تقليل فقد الماء من خلال العرق.

التكيفات الإنجابية

نباتات جنس البروميليا لها آليتان للتكاثر ، إحداهما جنسية والأخرى لاجنسية.

التكاثر الجنسي

يعتبر التكاثر الجنسي الذي يتم من خلال الزهور والأمشاج الجنسية عملية غير فعالة في البروميلياد ، حيث يحدث ازدهارها في فترات من 2 إلى 10 و 20 وحتى 30 عامًا ، وهناك احتمال أن يموت النبات قبل التكاثر.

للتعويض عن هذا العيب الواضح ، تمتلك البروميليا العديد من الآليات التي تعمل كجاذبات لعوامل التلقيح ، وهي عمومًا طيور طنانة وحشرات.

تفرز البروميلياد ، المتزامنة مع أكثر مراحل الطيور الطنان نشاطًا وحيوية ، رحيقًا أكثر تركيزًا وجاذبية.

بعد مرحلة النشاط الأكبر للطيور الطنانة ، ينزل جزء من هذا الرحيق عبر المحور الذي يدعم الأزهار ويعمل كجذاب للحشرات.

من خلال هذه الآليات ، يشجع النبات على زيادة عدد الملقحات ويضمن التلقيح المتبادل أو نقل حبوب اللقاح من نبات إلى آخر.

التكاثر اللاجنسي

يحدث التكاثر اللاجنسي من خلال أشكال نباتية مثل النباتات الوليدة أو الأوراق أو أجزاء النبات الأخرى.

النباتات البنت هي نسخ طبق الأصل من النبات الأب البالغ (الحيوانات المستنسخة) ، والتي يمكن أن تنتجها. تنتج النباتات النسبية نباتات بنت بأعداد مختلفة بعد الإزهار مباشرة.

عندما يسقط الأطفال أو أوراق النباتات على ركيزة ، فإنهم ينتجون الجذور ويثبتون أنفسهم وينموون ، ويطورون نباتًا آخر يحمل نفس الحمل الوراثي مثل النبات النسبي. تنمو النباتات الوليدة في نفس المكان الذي نما فيه النبات النسبي ، مع احتمال كبير جدًا للبقاء.

يتم تعزيز هاتين الآليتين للتكاثر من البروميلياد ويؤديان إلى نتيجة ناجحة.

الارتباط بالحيوانات

يعتمد نوع الحيوانات المصاحبة للبروميليا على درجة التعرض للحيوانات المفترسة الأرضية والجوية ، والعوامل البيئية الشديدة مثل الرياح القوية أو الإشعاع الشمسي الشديد ، من بين أمور أخرى.

البروميليا التي تنمو في المظلة الوسطى (ارتفاع من 2 إلى 4 أمتار فوق خط الأساس) هي تلك التي توفر أفضل الظروف المعيشية للبرمائيات والزواحف.

Myrmecophilia

مصطلح myrmecophilia يعني حرفيًا "حب النمل" ويشير إلى الارتباطات المتبادلة مع النمل. هناك علاقة وثيقة بين البروميليا والنمل.

توفر البروميلياد موطنًا آمنًا وطعامًا للنمل ؛ يدافع النمل عن مكان تواجده بقوة ، ولكن بالإضافة إلى ذلك ، فإن فضلاته - البراز والنمل الميت - الملقاة في خزان المياه ، تعمل كمغذيات للنبات.

خطر الانقراض

أبلغ العديد من الباحثين عن خطر الانقراض الذي تتعرض له البروميليا. وذلك لأن معظم هذه النباتات عبارة عن نباتات نباتية وتنمو على الأشجار ، وفي كثير من الأحيان تعتبر أعشابًا طفيلية غازية ويتم القضاء عليها من قبل المزارعين والبستانيين.

لقد رأينا بالفعل أن نباتات البروميليا المشبعة تستخدم الأشجار فقط كنقطة دعم ودعم ؛ لا تحتوي جذورها على وظائف امتصاص المغذيات والمياه. هم ليسوا نباتات طفيلية.

تدمير موائل البروميلياد ، مثل غابات المانغروف الساحلية وغابات السحب الاستوائية ، عن طريق إزالة الغابات وقطع الأشجار والتعدين الضخم ، والاستخدام العشوائي لأزهارها وأوراقها ونباتها بالكامل كمزينة ، دون تدابير حماية ، يتسبب في انقراض هذه النباتات.

رعاية لزراعتها

يجب أن تزرع البروميليا على جذوع الأشجار ذات التعرض المتوسط للشمس ويجب أن يبقى خزانها مملوءًا بالماء. يجب أن تتقلب درجة الحرارة بين 20 إلى 35 درجة مئوية ، اعتمادًا على نوع معين.

يمكن إضافة المحاليل المخففة للغاية من السماد والأملاح الغذائية والطحالب إلى الخزان ، لكن النمو في الهواء الطلق بشكل عام لا يتطلب الكثير من العناية.

بالإضافة إلى مخلفات الحيوانات ، فإن تساقط الأوراق والأغصان وأجزاء النبات الأخرى من المظلة العلوية في خزان المياه ، ينتج ما يكفي من العناصر الغذائية للنبات.

المراجع

Armbruster ، P. ، Hutchison ، RA and Cotgreave ، P. (2002). العوامل المؤثرة على بنية المجتمع في خزانات البروميليا في أمريكا الجنوبية. Oikos. 96: 225-234. دوى: 10.1034 / j.1600-0706.2002.960204.x
Dejean، A.، Petitclerc، F.، Azémar، F.، Pelozuelo، L.، Talaga، S.، Leponce، M. and Compin، A. (2017). الحياة المائية في مظلات الغابات المطيرة الاستوائية الجديدة: تقنيات تستخدم نباتات نباتية اصطناعية لدراسة مجتمعات اللافقاريات. بيولوجيات رندوس. 341 (1): 20-27. دوى: 10.1016 / j.cvri.2017.10.003
Dejean، A.، Talaga، S. and Cereghino، R. (2018) ، يحافظ Tank bromeliad على إنتاج ثانوي مرتفع في الغابات الاستوائية الجديدة. العلوم المائية. 80 (2). دوى: 10.1007 / s00027-018-0566-3
فرانك ، جيه إتش ولونيبوس ، إل بي (2009). الحشرات والحلفاء المرتبطة بروميلياد: مراجعة. مفصليات الأرجل الأرضية. 1 (2): 125-153. دوى: 10.1163 / 18748308X414742
Hietz، P.، Ausserer، J. and Schindler، G. (2002). نمو ونضوج وبقاء البروميليا المشبعة في غابة سحابية مكسيكية. مجلة البيئة الاستوائية. 18 (2): 177-191. دوى: 10.1017 / S0266467402002122
Texeira de Paula J.، A.، Figueira Araujo، B.، Jabour، V.، Gama Alves، R. and Campo Divino، A. (2017). اللافقاريات المائية المرتبطة ببروميلياد في أجزاء غابات المحيط الأطلسي. نيوتروب الحيوية. 17 (1): 1-7. دوى: 10.1590 / 1676-0611-bn -201188
Wagner ، K. and Zotz ، G. (2018). البروملياد النباتات الهوائية في عالم متغير: تأثير ارتفاع CO ₂ ومتفاوتة إمدادات المياه على النمو والعلاقات المغذيات. بيولوجيا النبات J.20: 636-640. دوى: 10.1111 / plb.12708

بروميلياد: الخصائص ، خطر الانقراض ، التكاثر - مادة الاحياء - 2025