La mayoría de las plantas jarra devoran insectos, y la evolución ha dado forma a las tres partes de una jarra para que cada una realice una tarea precisa que garantice la desaparición de un insecto.
en la parte superior de la jarra hay una tapa llamada opérculo. La tapa mantiene fuera el agua de lluvia que de otra manera diluiría los jugos digestivos.
el borde resbaladizo de la jarra se conoce como el peristoma.,
La especie de jarra Nepenthes rajah de Borneo es lo suficientemente grande como para ahogar a una rata
«tiene muchos surcos y una microestructura que hace que los insectos no puedan adherirse a ella tan bien», explica la Dra. Tanya Renner, quien estudió plantas de jarra para su doctorado, y continuará explorándolas como profesor en la Universidad Estatal de San Diego, a partir de agosto de 2015. Actualmente es estudiante de postdoctorado en la Universidad de Arizona.
La llanta es muy ‘humectable’, añade., En otras palabras, » cuando el agua lo toca, lo hace muy resbaladizo.»
una vez que un insecto se desliza en la piscina de la jarra, el interior de la jarra es extremadamente ceroso. «Es como patinar sobre hielo sobre la superficie de una hoja», dice, y los insectos no pueden obtener ninguna tracción para arrastrarse.
incluso los insectos voladores rara vez escapan. Si un insecto no se ahoga inmediatamente, los azúcares y los jugos digestivos le dan al líquido una pegajosidad que hace que volar con las alas húmedas sea muy difícil.
El entrenamiento de la musaraña
pero una especie de planta jarra tropical, Nepenthes lowii, tiende a ser curiosamente carente de insectos.,
en cambio, las jarras de esta planta se llenan con heces de una presa mucho más grande: Tupaia montana, la musaraña de los árboles montanos.
para ver si las plantas jarra habían desarrollado una relación mutuamente beneficiosa con la musaraña, en 2009 un equipo de científicos dirigido por el Dr. Jonathan Moran de la Royal Roads University en Canadá, viajó al bosque nuboso Montano De Malasia donde crece N. lowii.
una planta individual de N. lowii tiene dos tipos de jarras: jarras terrestres a lo largo del suelo y Jarras aéreas sostenidas en el aire.,
las musarañas de los árboles se posan en la jarra y lamen jugo azucarado de su borde
al grabar remotamente estas plantas durante el día, el equipo confirmó que solo las jarras terrestres atrapan insectos. Los Videos mostraron que las jarras aéreas son visitadas por la musaraña de los árboles, que come néctar que la planta produce en su borde.
mientras la musaraña se alimenta, a menudo defeca en la jarra. Las heces son muy ricas en nitrógeno, y serían extremadamente útiles para la planta.,
para determinar si las plantas fueron capaces de incorporar nitrógeno de los excrementos de musaraña, los científicos realizaron un análisis de isótopos estables en las hojas de la jarra, una técnica que rastrea el origen de un elemento. El equipo concluyó que las plantas de N. lowii con lanzadores aéreos obtienen entre el 57% y el 100% de su nitrógeno de la caca de esta musaraña.
Este estudio reveló el primer mutualismo conocido entre una planta carnívora y un mamífero. El descubrimiento provocó un repentino interés científico en las plantas gigantes que comen carne.,
por ejemplo, la especie de jarra Nepenthes rajah de Borneo es lo suficientemente grande como para ahogar a una rata.
Al igual que el interior de un bebé recién nacido, cada jarra nubile comienza su vida completamente libre de microbios
que provocó la especulación de que algunas plantas realmente mataron y comieron la carne de los mamíferos.
en 2011, un grupo diferente de científicos de Alemania y Malasia se dirigió a Borneo para monitorear esta planta jarra gigante.
al igual que el estudio anterior, los científicos filmaron plantas jarra para revelar quién las visitó., Pero en lugar de filmar solo a los visitantes nocturnos, este grupo dividió su tiempo de grabación entre el día y la noche.
encontraron que, durante el día, las musarañas de los árboles se posan en la jarra y lamen jugo azucarado del borde de la jarra, luego defecan directamente en él.
después de la puesta del sol, la rata nocturna Rattus baluensis se alimenta de la misma manera, intercambiando jugo dulce por heces ricas en nitrógeno. La misma especie de planta jarra forma múltiples simbiosis con los mamíferos, separados solo por la hora del día.
durante el curso del estudio de dos meses, solo un mamífero se ahogó en una planta jarra., Las plantas jarra probablemente no tienen la intención de matar roedores, aunque lo suficientemente espeluznante, a pesar de la presencia del cadáver de la rata, otros animales aún buscaban néctar y usaban el baño de la jarra.
pero el cadáver de rata podría haber disuadido a una criatura diferente: los murciélagos.
La Cueva de murciélagos
algunos científicos habían vislumbrado murciélagos durmiendo en plantas jarra tropicales a lo largo de los años.
pero hasta que se publicaron los estudios de las musarañas arbóreas, la mayoría de los científicos asumieron que los murciélagos eran simplemente gorrones, explotando a los lanzadores como Moteles libres cuando no lograron alcanzar su gallinero permanente al amanecer.,
se necesitó un dúo científico amante de los Murciélagos, los estudiantes de doctorado Caroline y Michael Schöner, para demostrar que los murciélagos son en realidad clientes leales y de pago.
Las plantas se están beneficiando realmente de los murciélagos
El dúo viajó a los bosques de tierras bajas de Borneo en busca de la planta jarra Nepenthes hemsleyana. Esta especie había sido observada hospedando murciélagos lanudos (Kerivoula hardwickii hardwickii), y algunas pistas insinuaron que las plantas habían evolucionado para atraer a los murciélagos.
N., hemsleyana es hasta siete veces peor en la captura de insectos que su primo cercano, N. rafflesiana y N. hemsleyana jarras son hasta cuatro veces más largo, también. Esta mayor longitud permitiría que un murciélago larguirucho se ajustara mucho más cómodamente.
una vez que los schöner sabían qué tipo de lanzador buscar, los murciélagos eran fáciles de encontrar. En solo seis semanas, el equipo encontró 32 murciélagos lanudos diferentes descansando en lanzadores. El murciélago lanudo es la única especie de murciélago que encontraron descansando en jarras.,
Michael y Caroline luego colocaron rastreadores en 17 de los murciélagos, para cuantificar cuánto usan los murciélagos las plantas lanzadoras como dormideros diurnos.
lo que encontraron fue sorprendente: los murciélagos lanudos utilizan exclusivamente jarras de N. hemsleyana como dormideros diurnos. Aunque el bosque tiene muchas otras opciones de Bat-motel, como hojas enrolladas o árboles huecos, para el murciélago lanudo, las plantas jarra son el hogar.
los murciélagos también son buenos amas de casa. «El análisis de isótopos estables mostró que las plantas realmente se están beneficiando de los murciélagos», dice Caroline. N., hemsleyana cosecha alrededor de un tercio del nitrógeno en sus hojas de las heces de murciélago lanudo. El estudio fue publicado en Biology Letters.
Este tipo de mutualismo es muy raro.
cuando las plantas y los animales suelen colaborar, las plantas proporcionan alimentos a cambio de servicios. Las plantas pueden suministrar néctar nutritivo o fruta, por ejemplo, y a cambio los animales visitan las plantas para alimentarse, distribuyendo polen o semillas cuando se van.,
con las plantas jarra, los roles se invierten: la planta recibe nitrógeno nutritivo, y el animal recibe servicios como la protección de los depredadores y el clima.
Caroline y Michael Schöner son supervisados por el Dr. Gerald Kerth de la Universidad de Greifswald en Alemania y el Dr. T Ulmar Grafe de la Universidad de Brunei en Darussalam. Juntos, el grupo está trabajando para comprender mejor este mutualismo excepcional.
el equipo lanzó un segundo experimento de monitoreo que fue mucho más largo, y exploró más sitios de campo en todo Borneo., Esta investigación reveló que los murciélagos también a veces se posan en una segunda especie de Nepenthes, N. bicalcarata.
después de que una planta detecta un insecto en su jarra produce enzimas
Los murciélagos tienen sus razones para preferir posarse en N. hemsleyana, descubrió el equipo. Las jarras de N. hemsleyana crean un mejor microclima para los murciélagos, manteniendo una humedad más estable y alta que las jarras de N. bicaclarata.
«Los murciélagos tienen una enorme membrana alar», señala Caroline, y es a través de esta membrana que los murciélagos pierden mucha de su agua., Un pitcher roost que mantiene una humedad más alta puede ser una gran ventaja para un murciélago que lucha contra la deshidratación.
Los murciélagos poco saludables también pueden sufrir de ectoparásitos.
Los murciélagos que solo dormían en N. hemsleyana estaban completamente libres de parásitos, a diferencia de los murciélagos que pasaron tiempo en N. bicalcarata, la otra especie de jarra. A diferencia de N. bicalcarata, las jarras de N. hemsleyana tienen una zona cerosa resbaladiza en su superficie interna, lo que dificulta que los parásitos pongan huevos en las paredes de las jarras.
murciélagos que preferían posarse en N., hemsleyana estaba en mejor estado general, siendo más grande, más pesado y libre de parásitos.
entonces, ¿por qué los murciélagos se molestan con N. bicalcarata?
Este lanzador inferior es simplemente más común y un murciélago cansado no siempre puede ser un murciélago exigente.
otros factores influyen en la toma de decisiones del murciélago, también, como la distancia del lanzador desde el suelo, o la exposición a la lluvia y la luz solar y los schöner descubrieron entonces, cuando fue posible, los murciélagos demostraron una lealtad para el reasentamiento en diferentes lanzadores N. hemsleyana.,
el segundo estudio se publicó en la revista Oecologia, y pronto se publicarán más publicaciones.
guerra química
para digerir los insectos que atrapan, las plantas jarra tienen que ser químicos talentosos. Producen proteínas llamadas enzimas para descomponer a sus presas de insectos.
«Los insectos son como pequeños tanques», explica el Dr. Renner.
el exoesqueleto tipo armadura de un insecto está hecho de una proteína muy resistente llamada quitina. La quitina tiene una estructura complicada inmune a la mayoría de las enzimas generales.,
después de que una planta detecta un insecto en su jarra, primero produce enzimas llamadas quitinasas. Solo estas enzimas pueden cortar una grieta en la armadura de quitina del insecto.
una vez que la armadura ha sido comprometida, la planta lanza una segunda ola de enzimas. Estos se dividen principalmente en tres categorías: proteasas que descomponen las proteínas, lipasas que reducen la grasa y esterasas que atacan una gama de otros compuestos.
Las enzimas de las plantas son altamente específicas, lo que llevó al Dr. Renner a preguntarse cómo las plantas adquirieron un armamento tan avanzado.,
«la mayoría de ellas tienen un aspecto muy similar a las enzimas que las plantas utilizan en la defensa», dice el Dr. Renner. «Las plantas no carnívoras tienen que protegerse contra todo tipo de cosas.»
Las plantas a menudo deben defenderse contra hongos causantes de enfermedades como los mohos. Los hongos poseen paredes celulares robustas con un ingrediente clave familiar: quitina.
tanto los hongos como los insectos usan quitina como parte de su armadura contra las armas químicas.,
la investigación del Dr. Renner, publicada en la revista Molecular Biology and Evolution, muestra que los primeros antepasados de las plantas jarra cooptaron proteínas de defensa comunes que matan hongos, para poder digerir exoesqueletos de insectos.
un ejército microbiano
pero algunas especies de jarras parecen alistar microbios para fabricar enzimas para ellos.
Leonora Bittleston es una estudiante de doctorado en la Universidad de Harvard en los EE.UU., estudiando tanto las plantas jarra Nepenthes en Borneo, y un género de plantas jarra sin relación Sarracenia que crece en el bosque de Harvard, Massachusetts.,
al igual que el interior de un bebé recién nacido, cada jarra nubile comienza su vida completamente libre de microbios. A medida que la jarra se abre, bacterias resistentes, hongos, protozoos e incluso insectos acuáticos se desplazan hacia el líquido de la jarra, ganándose la vida en el peligroso líquido.
y al igual que los microbios que viven dentro del intestino humano, las diminutas criaturas dentro del líquido de la jarra ayudan al huésped a absorber nutrientes adicionales de su comida.
Las plantas jarra de Sarracenia que crecen en el bosque de Harvard pueden depender exclusivamente de mutualistas microbianos para digerir sus presas de insectos., En resumen, consiguen que las bacterias disuelvan la carne de sus víctimas en lugar de hacerlo ellos mismos.
«hasta ahora no hay evidencia de que Sarracenia fabrique sus propias quitinasas», explica Leonora. Sin embargo, la levadura fúngica y las bacterias producen quitinasas, y la investigación de Leonora sugiere que esos son los microbios que tienen el mayor efecto sobre la salud de Sarracenia.
Leonora es una de las primeras investigadoras en estudiar las pequeñas comunidades que se ensamblan dentro de las plantas jarra., Su primer estudio de plantas de jarro describe los métodos que desarrolló para comparar las comunidades dentro del fluido de jarro, y está siendo publicado en Austral Ecology.
a pesar de que los hábitats de las plantas jarra tropicales están siendo destruidos a un ritmo récord, científicos y exploradores están descubriendo nuevas especies de plantas jarra en Borneo y Filipinas.
«especialmente en las zonas montañosas, creo que hay varias especies aún no descubiertas, y lo que hacen nobody nadie lo sabe», dice Caroline Schöner.