סמינריון בנושא : משפחת הלופיים - ARACEAE שאלת המחקר : האם קיים קשר בין יצירת חום במינים

1. סמינריון בנושא: משפחתהלופיים - ARACEAE שאלת המחקר:האם קיים קשר בין יצירת חום במינים שונים ממשפחתהלופייםלהאבקה? מגישה: דפישמיע אפריל 99’

2. יצירת חוםבלופיים - מבחינת טמפרטורת הגוף ומשק החום אנו מבחינים בשתי קבוצות שלבע”ח הומויותרמיים פויקילותרמיים בע”ח שהטמפרטורה הפנימית שלהם נשארת קבועה לערך - מווסתת. בע”ח שטמפרטורת הגוף שלהם שווה בקירוב רב לטמפרטורת הסביבה ואינה מווסתת.

3. - עולם הצמחים מתנהג בדומהלבע”חהפויקילותרמיים - טמפרטורת הצמח משתנה בהתאם לתנודות בטמפרטורת הסביבה. הצמחים חסרים, בדרך- כלל, מנגנונים שיכולים להעלות את טמפרטורת גופם במידה ניכרת ביחס לסביבה. - במספר תפרחות השייכות למשפחתהלופייםנצפתה תופעה מיוחדת במינה והיא: העלאה ניכרת בטמפרטורה כתוצאה מתהליכי חילוף חומרים. - קיימים מספר מינים שהפרש הטמפרטורה שלהם בינם לסביבה מגיע עד לכדי 15 מעלות.

4. חלקי התפרחת מתחל - עוטף ציר של תפרחת הנושא פרחים רבים. טרףהמתחל - מפרש - החלק העליוןבמתחלהנפרש כמפרש גדול ובולט למרחוק. שזרה- השזרהמורכבת מפרחים קטנטנים, חלקם מנוונים. בבסיסהשזרהמצויים פרחים נקביים ופרחים זכריים. פרחים נקביים וזכריים - פרחים הנמצאים בבסיסהשזרההפרחים הנקביים פורחים מוקדם יותר מהפרחים הזכריים (בכך נמנעת האבקה עצמית). לפרחים אלו, לרוב, חסר עטיף. זיפים - בין הפרחים הנקביים לזכריים וגם מעל לפרחים הזכריים קיימים זיפים, זיפים אלו היו פרחים בעבר אך התנוונו והפכו לזיפים. כד - האזור התחתוןבמתחלהעוטף את התפרחת עצמה, צורתו דומה לכד. תפקידו של הכד הוא להגן על הפרחים הנקביים והזכריים וליצור מעין מלכודת לחרקים מאביקים.

5. חתך בתפרחת של לוף. בתמונה רואים היטב את הפרחים הנקביים והזכריים וביניהם זיפים.

6. לוף ירוק - גדל במרכז הארץובצפונה.

7. דרך האבקת התפרחת 1. המתחלנפרש בהדרגה ויוצר מעין משטח נחיתה לחרקים מעופפים. 2. בזמן פרישתהמתחלהאלה משחררת ריחות חריפים. ריחות אלו דומים לריחות שלפירותתוססים וגללי יונקים. חרקים מריחים ריחות אלו ומגיעים לצמח. 3. בשלב הזה מבשילים הפרחים הנקביים הנמצאים בבסיסהשזרהוהפרחים הזכריים עדיין סגורים. 4. החרקים המגיעים לצמח, נוחתים על המפרש וחודרים לכד אל הפרחים הנקביים. הצלקות של העליים מוכנות לקבלת האבקה. 5. החרקים מנסים להשתחרר מהכד אך אינם מצליחים. יום למחרת, לערך, הפרחים הנקביים נובלים ואז הפרחים הזכריים פורחים וכל האבקה מהפרחים הזכריים נושרת ו”מלכלכת” את החרקים. לאחר שאבקת הפרחים הזכריים נשרה הכד נפתח והחרקים יוצאים ומחפשים פרח צעיר יותר להאביק. **תופעה זו של הבשלה מוקדמת של האברים הנקביים בהשוואה לאיברים הזכריים קרויה בשםפרוטוגניה. בזכות תופעה זו נמנעת האבקה עצמית בתפרחותהלופיים.

8. תהליך התחממות תפרחותהלופיים - ההתחממותבלופייםמתרחשת בעת הפריחה. - עוצמת ההתחממות מבוקרת ע”י טמפרטורת הסביבה. - בשיא ההתחממות קצב הפעילות המטבולית גבוהה מאוד. - מקור האנרגיה להתחממות הצמח הוא מאגר של עמילן או של שומן. - תהליך הנשימה מכונה “תהליך שאינו רגיש לציאניד” ( Cyanide Insensitive Respiration ) - שיאי ההתחממות במיניהלופייםהשונים תואמים, כפי הנראה, את מועדי פעילות החרקים המאביקים, והם מקבילים לשיאיםבנידוףחומרי הריח מהאלה. מיניהלופייםבישראל שתפרחתם מתחממת הם:

9. לוף מנומר לוף ארצישראלי

10. לוליניתמעובה

11. אחילוףקטן

12. מספר סיבות אפשריות לעליית הטמפרטורה בתפרחות הלוף - הקדמת פריחה וסיוע למאביקים: באזורים מושלגים החרקים נהנים מחום התפרחת ומסייעים לצמח בתחרות על חרקים מאביקים. - באזורים קרים מאוד חום התפרחת מסייע לחרקים בהבשלת תאי המין שלהם ומגביר את פעילותם. ( בישראל ובאזורים חמים נוספים גורם זה אינו חיובי והוא רק יכול לקצר את תוחלת חיי החרק). - משיכה - מיניםהמואבקיםע”י יבחושים מושכים אליהם את נקבות היבחושים המזהות אתהלופייםבגלל פליטת החום. נקבות אלו נמשכות בדרך- כלל ליונקים הומיאותרמייםהמפיצים חום ומוצצות את דמם. חומר אורגני - מרבית המאביקים שלהלופייםניזונים מחומר אורגני מפורק אשר פולט חום רב לסביבה.

13. מספר מינים המאביקים אתהלופיים יבחושהכחלון קצרחפיתהפגרים תסיסניתהמחקר

14. שני המאמרים אותם קראתי ואליהם אתייחס הם: פליטת חוםבאלוקאציה אודורה (לופיים) ותפקידם של חרקיהקלוקאציומיה (סדרתהזבובאים: זבובי תסיסה) בהאבקה זרה. Thermogenesis of Alocasia odora (Araceae) and the Role of Colocasiomyia Flies (.Diptera: Drosophilidae) as Cross pollinatirs ייצור חום והאבקה זרה בכרוב המבאישניבלית רמיפוליוס (לופיים) Heat - production and cross- pollination of the (Asian skunk cabbage Symplocarpus renifolius (Araceae.

15. SIMPLOCARPUS RENIFOLIUS Alocasia

16. מאמר 1 - המחקר נערך במזרח הרחוק - מין הלוף הנבדק היה: אלוקאציה אודורהAlocasia odoraומיני המאביקים היו מקבוצת כפולי הכנף - זבובי תסיסה מסוגקולקאציומיה. - מין לוף זה גדלבאוקינוואה ובטיאוון, ומיני זבובים אלו נמצאים ביערות הגשם של אסיה הטרופית והסוב טרופית. - בין מין לוף זה למיני המאביקים קיים שיתוף פעולה שחוקרים אחדים אף הגדירו אותוכקואבולוציה. במאמר זה נבדק הקשר בין התחממות התפרחות של מין לוף זה לבין זמני ביקור המאביקים. כדי לבדוק השערה זו נערכו 3 ניסויים: 1. בדיקתהטמרטורה: נלקחו שתי תפרחות צעירות של א. אודורהונמדדה הטמפרטורה בשלושה חלקים של התפרחת: באלה, בחלק הזכרי ובחלק הנקבי ע”י החדרת מד-חוםטרמי. טמפרטורת הסביבה נמדדה גם כן. 2. מספר מיני הזבובים שביקרו בתפרחת: נאספו 27 תפרחות הנמצאות בשלב הנקבי ו-26 תפרחות הנמצאות בשלב הזכרי. הפרטים כוסו ברשת גזה ונכרתו מגבעוליהן. הזבובים בתפרחת הורדמו בעזרת CO2 . הזבובים נספרו ומינם נבדק במעבדה. 3. בדיקת האבקה עצמית: בשלב הניצן נעטפו 46 תפרחות ברשת גזה כדי למנוע חדירת חרקים. מתוכם נבלו או התייבשו 39 תפרחות לאחר שפרחו, ו- 7 תפרחות התפתחו.לאחר חודשיים וחצי נאספו הפרות ונספרו הזרעים המפותחים והבלתי מפותחים.

17. תוצאות 1. מדידת חום בשלושת חלקי התפרחת: א. הובחנה פליטת חום בכל שלושת חלקי התפרחת. ב. בחלק הנקבי הטמפרטורה עלתהבכ- 2 מעלות יחסית לטמפרטורת הסביבה. עליית הטמפרטורה הייתה בו זמנית עם פרישתהמתחלוהפצת ריח חזק. ג. נצפו זבובים רבים שנמשכו אל התפרחת הנקבית בערבו של היום הראשון. ד. שלא כמו בחלק הנקבי, החלק הזכרי והאלה פלטו חום בצורה מרשימה. עליית הטמפרטורה המקסימלית בחלקים אלו הגיעה עד לכדי 6 מעלות. בשיא עליית הטמפרטורה, אבקה השתחררה מהמאבקים והשלב הזכרי החל- המחצית העליונה של המתחלנפתחה לרווחה וצווארו נסגר בחוזקה. תוצאות מחקרים 2 ו 3 מודגמות בטבלאות הבאות:

18. מחקר 2 - המין שנבדק במאמר זה הואניבלית רמיפוליוס. תפוצת מין זה היא במזרח צפון אמריקה ובמזרח אסיה. - התפרחות של סוג זה פורחות מיד לאחר הפשרת השלגים באביב המוקדם, כאשר טמפרטורת האוויר היא לרוב מתחת לנקודת הקיפאון. - בזמן הפריחה קצב הנשימה מתגבר ובעקבותיו טמפרטורת התפרחת עולה. מקום המחקר היה בצפון יפן, אדמת בית הגידול מכוסה בשלג מנובמבר עד אפריל, ואז מוצפת במי שלגים באביב. מין לוף זה פורח מאמצע אפריל לאמצע מאי. מטרת מחקר זה הייתה לחקור את סיבת פליטת החום מהתפרחת. לאור נושא המחקר הועלו 3 השערות: א. התנגדות לקפיאה. ב. הארכת זמן האבקה. ג. חיקוי ריחות של גללי יונקים ונבלות למשיכת מאביקים.

19. כדי לבדוק השערות אלו נערכו 3 ניסויים: 1. בדיקת הפנולוגיה וטמפרטורת החום של התפרחות: סומנו 22 צמחים שבקעו מבעד לשלג, נצפתההפנולוגיה שלהם כל יומיים עד לסיום מועד הפריחה. נמדדה טמפרטורת האוויר ופני השטח של התפרחת בעזרת מד-חום אלקטרוני דיגיטלי. הטמפרטורות נמדדו במשך 10 ימים. ב. כמות הפרות המתפתחים: נעטפו 99 צמחים ע”י רשת פלנקטון. ב- 30 מהם לא נגעו, 20הואבקו בהאבקה עצמית מלאכותית ו- 49 צמחיםהואבקובהאבקה זרה באופן מלאכותי. ב- 22 ביוני נבדקה נשיאת הפרי של כל הצמחים. ג. דגימת חסרי החוליות שהתארחו בתפרחות: נבדקו 15 גבעולי תפרחות כל 3 ימים מה- 16 לאפריל ועד ה-15 למאי ונאספו מהם כל החיות שהתארחו בתפרחות. בנוסף נרשמו גם השלב המיני של כל צמח.

20. תוצאות א. פנולוגיהוטמפרטורת החום של התפרחות: לכל תפרחת מבין 22 התפרחות שנבדקו היו כ- 100 פרחים. תקופת הפריחה שלהם נמשכה מ- 15 עד 40 יום וניתן לחלקה לשלושה שלבים מיניים: שלב נקבי שלב דו-מיני שלב זכרי בתקופת הפריחה, הפיקו התפרחות חום, במיוחד בשלב הנקבי והדו- מיני. בשלבים אלו הפרשי הטמפרטורה בין התפרחת לסביבה הייתה בין 3 - 14.7C. כתוצאה מעליית הטמפרטורהנודפוריחות הדומים לריח של נבלות. ב. מתוך 30 צמחים שכוסו בשק 29 ( %96.7) לא הצליחו להבשיל פרות. מתוך 20 הפרחיםשהואבקועצמית מלאכותית 19 (%95) לא הבשילו כלל ואילו בצמחים שהואבקובהאבקה זרה מלאכותית 38 ( %77.6) מתוך 49 העמידו פרות בשלים. ג. תוצאות מחקר זה מובאות בטבלה הבאה:

21. דיון 1. בשני המחקרים הוכח כי טמפרטורת התפרחת הייתה גבוהה בכמה מעלות מטמפרטורת הסביבה, דבר המביאלנידוףריחות חזק ולמשיכת חרקים. 2. בשני המחקרים הוכח באופן חד משמעי כי מספר הפרות שהבשילו כתוצאה מהאבקה עצמית היה נמוך מאוד בהשוואה להאבקה זרה. 3. בשני המחקרים נראה כי מספר המאביקים שהגיעו אל הפאזה הזכרית היה גבוה כמעט פי 2 ממספר המאביקים שהגיעו לפאזה הנקבית, דבר המראה כי המאביקים, בכל זאת, נמשכים לאבקה ולא לחום ולריחות חריפים.

22. ביבליוגרפיהנבחרת 1. דפני, א. 1983. רמיה מימקריופרזיטיות בהאבקה. רותם 10 ע”מ 85-77. 2. גלילי,י; כח, י; 1989. תפרחותהלופייםהחמות. מדע ל”ג 37-34 . 3. (Uemura;-s;Ohkawara;-K.;Kudo;-G;Wada;-n.;Higashi;-S.(1993 .Heat- production and cross - pollination of the Asian skunk cabbage(Symplocarpus renifolius (Areceae Am-j-bot. Columbus; ohio: Botanical Society of America. June.v.80) p.640-635 4. Yafuso;-M. (1993) Thermogenesis of Alocasia adora (Araceae) and (the role of Colocasiomyia flies (Diptera: Drosophlidae as cross-pollination.

23. קישורים לאינטרנט תמונות של משפחתהלופיים אתרים בנושא מאביקיהלופיים