O jego morderczych możliwościach krążyły legendy. Dzbanecznik radży (Nepenthes rajah) to w końcu największa na świecie roślina mięsożerna. Żyje wyłącznie w deszczowych tropikalnych lasach góry Kinabalu w północnej części Borneo. Tam rozpościera swoje ogromne pułapki o objętości do dwóch litrów, zbudowane z liści i napełnione sokami trawiennymi. Wielkość tych pułapek przekracza typowe dla dzbaneczników potrzeby polowania na mrówki, idealnie zaś nadaje się na pułapki na szczury. Stąd przypuszczenie, że dzbanecznik radży to jedyna na świecie roślina, która wyspecjalizowała się w polowaniu na kręgowce. Potwierdzały to pojedyncze przypadki znajdowania kości zwierząt wewnątrz drapieżnych dzbanów.
Tyle, że gdy wreszcie zabrano się za porządne badania, nic tego nie potwierdziło. Analiza z 1997 r. wykazała, że pułapki zawierały wyłącznie stawonogi, z czego aż 85 proc. stanowiły mrówki. Charles Clarke z Monash University w Selangor w Malezji przez lata pracowicie zaglądał dzbanecznikom do środka. Mimo kilkuset prób ani razu nie znalazł szczątków kręgowca. A dokładna analiza 36 dzbanów dostarczyła dowodów na obecność resztek mnóstwa bezkręgowców (i znów – 79 proc. to mrówki) i zaledwie jednego kręgowca: małej jaszczurki. To skłoniło Clarke’a do postawienia pytania, po co właściwie roślina wysila się na produkcję tak wielkich pułapek, skoro łapie w nie głównie drobnicę?
Arsenał zielonych morderców
Mięsożerny styl życia wyewoluował niezależnie co najmniej sześć razy w różnych grupach roślin kwiatowych. Doliczono się już ponad 600 gatunków, które polują na zwierzęta. Ich metody zdumiewają różnorodnością i pomysłowością. Rosiczki (Drosera), które można zobaczyć na torfowiskach wysokich w Polsce, wytwarzają na liściach czerwone włoski. Ich kolor oraz wydzielane na szczycie kropelki słodkiej pachnącej cieczy przyciągają owady. Gdy komar czy meszka usiądą na liściu, grzęzną w lepkiej wydzielinie. Pod wpływem ruchów owada włoski zaginają się, coraz skuteczniej go unieruchamiając. Wydzielają też kwas mrówkowy, który rozpuszcza chitynowy pancerzyk, a następnie enzymy rozkładające białka. Gdy owad zostanie strawiony, włoski rozprostowują się, a wiatr „sprząta” resztki.
Pływacze (Utricularia) z kolei żyją w polskich wodach stojących. Ich pułapki mają postać pęcherzyków usadowionych na nitkowato podzielonych liściach. Gdy zbliży się do nich jakieś niewielkie zwierzątko – rozwielitka czy oczlik – i podrażni znajdujące się tam włoski, gwałtownie otwiera się klapka na pęcherzyku. Ofiara wraz z wodą zostaje zassana do środka, a klapka się zamyka. Uwięzione zwierzę zostaje całkowicie rozpuszczone przez enzymy.
Mechaniczną pułapkę stosuje również muchołówka amerykańska (Dionaea muscipula), która rośnie na bagnach Karoliny Północnej i Południowej w USA. Jej liście mają lekko wklęsły kształt i podzielone są na dwie części. Gdy owad przypadkiem znajdzie się między nimi, połówki gwałtownie zamykają się. Ruch liścia jest jednym z najszybszych w świecie roślin – trwa jedną dziesiątą sekundy. Potem muchołówka wydziela enzymy trawienne. Dopiero po 5–12 dniach liść otwiera się ponownie.
Liczne gatunki dzbaneczników (Nepenthes) również zbudowały swe pułapki z liści, ale o odmiennym mechanizmie działania. Przybierają one kształt wydłużonych pojemników czy też dzbanów, w których zbiera się woda i substancje wydzielane przez roślinę. Dzbanecznik przywabia ofiary słodkim nektarem. Gdy znajdą się na krawędzi pułapki, często pokrytej śliskim woskiem, tracą równowagę i wpadają do płynu w środku. Ma on przedziwne właściwości – każde jego poruszenie zmienia strukturę cząsteczek tak, że rozciągają się jak sprężyny i zwiększają siły działające na zwierzę. Zatem im energiczniej ofiara się porusza, tym bardziej otaczający ją płyn zaczyna przypominać lepką galaretę. Gdyby owad przestał się szamotać i powolutku spróbował dopłynąć ku brzegowi pułapki, miałby szansę na ratunek. To się jednak praktycznie nie zdarza. Ofiary toną szybko, a wówczas roślina może spokojnie zająć się trawieniem.
Wielkie łowy na azot
Choć rośliny mięsożerne są tak różnorodne, to jednak łączy je więcej, niż to widać na pierwszy rzut oka. Przede wszystkim każda z nich potrafi zdobywać pożywienie na drodze fotosyntezy, czerpiąc energię ze światła. Dlatego ich liście oraz łodygi mają zielony barwnik. Gdy jednak przekształcają je w pułapki na zwierzęta, zmniejszają powierzchnię zdolną do fotosyntezy – tracą pokarm, który mógłby zostać wyprodukowany przez liście. Dlaczego decydują się na taką niegospodarność?
Model, który to wyjaśniał, opracował w roku 1984 zespół Thomasa J. Givinisha. Uczeni stwierdzili, że większość roślin mięsożernych zamieszkuje tereny dobrze oświetlone i nawodnione, ale ubogie w związki mineralne. Rosną w wodzie, na bagnie, torfowisku wysokim czy na drzewach w deszczowych lasach tropikalnych. Fotosynteza idzie pełną parą, więc rośliny mogą sobie pozwolić na „utratę” części zielonej powierzchni. Zagadką było, co dokładnie robią ze złapanymi zwierzętami. Początkowo przypuszczano, że chodzi o pozyskiwanie energii – tak jak u drapieżnych zwierząt. Jeśliby jednak tak było, to z ciała ofiar powinny się przedostawać do roślin atomy węgla, wchodzące w skład białek, węglowodanów czy tłuszczów. „Tymczasem nie ma na to żadnego dowodu. Drapieżne rośliny wchłaniają ze zdobyczy tylko azot, fosfor oraz inne makro- i mikroelementy” – mówi „Focusowi” prof. Aaron Ellison z Harvard University.
Skoro chodzi o związki mineralne, to czy nie wystarczy jakikolwiek inny rodzaj nawozu? Na to akurat dowodów jest coraz więcej. Zespół L. Magnusa Thoréna z Uniwersytetu Oulun w Finlandii dodawał do ziemi, w której rosły rosiczki, tak ważne dla nich związki azotu. Rośliny od razu ograniczały inwestowanie w pułapki na owady – lepkość ich liści spadła aż o 45 proc. Podobnie pływacze hodowane w żyznej wodzie zmniejszały liczbę swych pęcherzyków pułapek. A mięsożerna kapturnica purpurowa (Sarracenia purpurea) z Ameryki Północnej posadzona na dobrze nawiezionej glebie stawiała na produkcję przede wszystkim zwykłych zielonych liści. Wszystkim tym roślinom po prostu nie opłacało się wytwarzać kosztownych pułapek na zwierzęta, skoro związki mineralne dostały z innego źródła.
Nasikaj na mnie i będziemy kwita
Również w naturalnych warunkach rośliny mięsożerne zadowalają się czymkolwiek, co zawiera potrzebne im związki mineralne. Storczyk Schomburgia tibicinus w poszukiwaniu brakujących nawozów wszedł w układ z mrówkami. Wytwarza duże puste w środku bulwy (to lokale mieszkalne dla owadów) oraz nektar. W zamian za zakwaterowanie i wyżywienie mrówki chronią „pracodawcę” przed szkodnikami. Część bulw zawsze pozostaje jednak pusta. Owady pracowicie znoszą do nich martwe zwierzęta (w tym swych pobratymców), kawałki roślin, nasiona i wszelkie odpadki. W te cmentarzyska-śmietniki storczyk zapuszcza swoje korzonki, wysysając potrzebne mu związki mineralne. Nie trudzi się polowaniem – zamiast tego dokonuje recyklingu odpadów dostarczanych przez mrówki.
Południowoafrykańska Roridula jeszcze bardziej uprościła sobie zadanie. Co prawda, w odróżnieniu od wspomnianego storczyka, potrafi polować na zwierzęta, które przyklejają się do jej nadzwyczaj lepkich liści, nie wytwarza jednak żadnych enzymów trawiennych. Tę robotę przerzuca na drobne owady z grupy pluskwiaków. Gdy zauważą schwytaną ofiarę, dopadają ją i wysysają soki. Chwilę potem, w podzięce za posiłek, „sikają” na powierzchnię liścia rośliny. I to wystarcza. Roridula nie potrzebuje przecież mięsa, lecz znajdującego się w nim azotu. A ten dostaje w niemal czystej formie z wydalinami pluskwiaków.
Również dzbanecznikom, których pułapki są tak wyrafinowane, nie zależy bardzo na zwierzętach. Kilka lat temu wykryto, że chętnie korzystają z martwych liści, które wpadają do ich dzbanów. Na przykład dzbanecznik beczułkowaty (Nepenthes ampullaria) aż jedną trzecią azotu zdobywa dzięki śmieciom.
Zapraszamy do toalety publicznej
Ale prawdziwy smród wokół ich upodobań rozszedł się w 2009 r. Wtedy to Charles Clarke opublikował wyniki badań nad dzbanecznikiem Nepenthes lowii. Uczonego zaintrygowało, że roślina ta wytwarza dwa rodzaje pułapek. Jedne leżą na ziemi, występują jedynie u młodych dzbaneczników i przypominają typowe pułapki na bezkręgowce. Gdy jednak N. lowii dojrzeje, zarzuca tworzenie naziemnych dzbanów a w zamian tworzy napowietrzne. Nie dość, że wiszą one między drzewami, to są mocne, sztywne, zaopatrzone w dużą pokrywkę i pozbawione śliskiego wosku. Do łapania mrówek nijak się nie nadają.
Clarke i jego współpracownicy ustawili więc kamerę, by sprawdzić, co tam wpada. Tak odkryli, że regularnie odwiedzają je nadrzewne ssaki – tupaje zwane też wiewiórecznikami górskimi (Tupaia montana). Przychodzą, by zlizywać nektar jaki roślina wydziela na obszernej pokrywie pułapki. Jest ona jednak tak ustawiona, że tupaja, która chce wyjeść cały słodki płyn, musi przysiąść nad otworem dzbana. Korzystając z tego, zwierzę tuż po posiłku wypróżnia się wprost do „pułapki”. Roślina zdobywa dzięki temu mnóstwo potrzebnych związków mineralnych. Badania Clarke’a udowodniły, że z kału wiewióreczników N. lowii czerpie od 57 do 100 proc. azotu!
Zaopatrzony w tę wiedzę botanik rozpoczął badania pozostałych gatunków dzbanecznika. Znalazł dwa kolejne, których konstrukcja bardziej przypominała toalety niż pułapki na owady. Przy nich również ustawił kamery i potwierdził, że wiewióreczniki odgrywają tu dokładnie tę samą rolę. W marcu 2010 r. zespół Clarke’a ogłosił w czasopiśmie „New Phytologist”, że chodzi o dzbanecznika wielkolistnego (Nepenthes macrophylla) oraz właśnie rekordowo wielkiego dzbanecznika radży (Nepenthes rajah)! Upadł mit – zamiast myśliwego wyspecjalizowanego w polowaniu na kręgowce mamy więc skrzętnego zbieracza ich kup…
„Odchody są cennym źródłem azotu – podsumowują swoje obserwacje naukowcy – i dlatego być może zaskakujące jest, że tak mało mięsożernych roślin wydaje się korzystać z ich »łapania«”. Zaraz potem dodają jednak, że zielone drapieżniki zapewne używają także moczu zwierząt. W końcu on również zawiera mnóstwo łatwo dostępnego azotu. Czy tupaje – albo niektóre nietoperze, spędzające dzień wewnątrz dzbanów – sikają do dzbaneczników? Te hipotezy czekają jeszcze na zbadanie. Ale już teraz można powiedzieć, że wizerunek roślin mięsożernych stał się nieco mniej przerażający. Co nie oznacza, że straciły one cały swój urok. Przecież ich pomysłowość przy pozyskiwaniu kału, moczu i śmieci też może zadziwiać.