de Fleste mugge planter sluke insekter, og evolusjonen har formet de tre delene av en mugge til hver utføre en konkret oppgave som sikrer et insekt bortgang.
På toppen av beholderen er et lokk som kalles en operculum. Lokket holder ut regnvann som ellers ville tynn ut fordøyelsesenzymer juice.
Den glatte kanten av beholderen er kjent som peristome.,
muggen arter Nepenthes rajah av Borneo er stor nok for å drukne en rotte
«Det har masse spor, og en mikrostrukturen som gjør det slik at insekter kan ikke legge ved det som er godt,» forklarer Dr Tanya Renner som studerte pitcher plants for sin Doktorgrad, og vil fortsette å utforske dem som professor ved San Diego State University, begynnelsen av August 2015. Hun er for tiden en post-doktorgradsstudent ved University of Arizona.
Den kanten er veldig ‘wettable’, legger hun til., Med andre ord, «når vannet berører det, det gjør det veldig glatt.»
Når et insekt slips i muggen bassenget, på innsiden av beholderen er ekstremt voksaktig. «Det er som skøyter på et blad overflate,» sier hun, og feil ikke kan få på noen grep for å krype ut.
Selv flygende insekter sjelden flykte. Hvis en feil ikke drukne umiddelbart, sukker og fordøyelsesenzymer juice gi væske en klebrig som gjør flyr med våte vinger svært vanskelig.
opplæring av spissmus
Men en tropisk mugge plantearter, Nepenthes lowii, har en tendens til å være merkelig mangler i insekter.,
i Stedet, dette anlegget er kannene fylle med avføring fra en mye større byttedyr: Tupaia montana, de montane treet spissmus.
for Å se om de pitcher plants hadde utviklet et gjensidig fordelaktig forhold med spissmus, i 2009 et team av forskere ledet av Dr. Jonathan Moran av Royal Veier University i Canada, reiste til montane cloud forest of Malaysia hvor N. lowii vokser.
En person anlegg av N. lowii har to typer rammer: terrestriske mugger langs bakken, og antenne mugger holdt i luften.,
Treet shrews abbor på muggen og slikke sukkerholdig juice fra sin rim
Ved eksternt videoopptaket disse plantene i løpet av dagen, team bekreftet at bare de terrestriske mugger fange insekter. Videoene viste antennen kannene er besøkt av treet spissmus, som spiser nektar planten har på sin kant.
Mens treet spissmus-feeder, er det ofte defecates i muggen. Avføringen er veldig nitrogen-rik, og vil være svært nyttig for anlegget.,
for Å finne ut om plantene var i stand til å innlemme nitrogen fra treet spissmus avføring, forskere gjennomført en stabil-isotop analyser på pitcher ‘ s blader, en teknikk som sporer opprinnelsen til et element. Teamet konkluderte med at N. lowii planter med antenne mugger utlede 57-100% av nitrogen fra denne spissmus poo.
Denne studien avslørte de første kjente mutualism mellom en kjøttetende plante og et pattedyr. Funnet utløste en plutselig vitenskapelig interesse i den gigantiske planter som spiser kjøtt.,
For eksempel, muggen arter Nepenthes rajah av Borneo er stor nok for å drukne en rotte.
Akkurat som innsiden av en nyfødt baby, hver nubile mugge begynner sitt liv helt fri for mikrober
Som utløste spekulasjoner om at noen planter faktisk drepte og spiste kjøtt av pattedyr.
I 2011, en annen gruppe forskere fra Tyskland og Malaysia på vei til Borneo for å overvåke denne gigantiske mugge anlegg.
Som den forrige studien, forskere filmet mugge planter for å avsløre hvem som har besøkt dem., Men i stedet for å bare filme natta besøkende denne gruppen delt sine opptakstid mellom dag og natt.
De fant at i løpet av dagen, tre shrews abbor på muggen og slikke sukkerholdig juice fra muggen rim, så defecate direkte inn i det.
Når solen går ned, natt rotte Rattus baluensis feeds på samme måte, handel søt juice for nitrogen-rik avføring. Det samme mugge plantearter skjemaer flere symbioses med pattedyr, kun atskilt av tid på døgnet.
i Løpet av de to-måneders studie, bare en pattedyr faktisk druknet i en mugge anlegg., Muggen planter har sannsynligvis ikke har til hensikt å drepe dem, selv om creepily nok, til tross for tilstedeværelsen av rat liket, andre dyr fortsatt søkt nektar og brukes muggen wc.
Men rotte kadaver kunne ha forhindret en annen skapning: flaggermus.
The bat cave
noen forskere hadde skimtet sovende flaggermus i tropiske mugge planter i løpet av årene.
Men før treet spissmus studier ble publisert, de fleste forskere antatt flaggermus ble rett og slett snyltere, utnytte krukkene som gratis moteller da de ikke klarte å nå sine permanente hønsehus ved soloppgang.,
Det tok en bat-kjærlig vitenskap duo, ph.d. – studenter Caroline og Michael Brunnen, for å vise at flaggermus er faktisk lojale, betalende kunder.
plantene er virkelig drar nytte av flaggermus
duoen dro til lavlandet skog på Borneo i søk av beholderen anlegg Nepenthes hemsleyana. Denne arten hadde blitt observert hosting av flaggermus (Kerivoula hardwickii hardwickii), og noen ledetråder antydet plantene hadde utviklet seg til å lokke bat leietakere.
N., hemsleyana er opp til syv ganger verre på å fange insekter enn sin nære fetter, N. rafflesiana og N. hemsleyana kannene er opp til fire ganger lenger også. Denne økte lengden ville tillate en hengslete balltre for å passe mye mer komfortabelt.
Når Schöners visste som mugge typer å se etter, flaggermus var lett å finne. På bare seks uker, team fant 32 forskjellige ullen flaggermus roosting i krukkene. Et hårete flaggermus er de eneste arter flaggermus de fant roosting i krukkene.,
Michael og Caroline deretter plassert trackere på 17 av flaggermus, for å kvantifisere hvor mye flaggermus bruk mugge planter som dagtid roosts.
Det de fant var overraskende: den hårete flaggermus utelukkende bruke N. hemsleyana mugger som dagtid roosts. Selv om skogen har mange andre bat-motel alternativer, for eksempel furled blader eller hule trær, til det av bat, mugge planter er hjemme.
flaggermus er god hjemmeværende, også. «Stabil isotop-analyser viste at plantene er virkelig drar nytte av flaggermus,» Caroline sier. N., hemsleyana høster om lag en tredjedel av nitrogen i bladene fra ullen bat avføring. Studien ble publisert i Biology Letters.
Denne typen mutualism er svært sjeldne.
Når planter og dyr vanligvis samarbeide, plantene gi mat i bytte for tjenester. Planter kan levere næringsrike nektaren eller frukt, for eksempel, og i retur dyr besøke planter til fôr, distribusjon av pollen eller frø når de forlater.,
Med mugge planter, rollene er snudd: anlegget mottar næringsrik nitrogen, og dyret mottar tjenester som beskyttelse mot rovdyr og vær.
Caroline og Michael Brunnen er ledet av Dr. Gerald Kerth av Universitetet i Greifswald i Tyskland og Dr T Ulmar Grafe fra Universitetet i Brunei Darussalam. Sammen er konsernet arbeide for å bedre forstå denne eksepsjonelle mutualism.
laget lansert en annen overvåking eksperiment som var mye lenger, og utforsket flere felt nettsteder på Borneo., Denne forskningen har åpenbart flaggermus også noen ganger hønsehus i en annen Nepenthes arter, N. bicalcarata.
Når en plante sanser et insekt i sin mugge den produserer enzymer
Flaggermus har sine grunner for å foretrekke å hønsehus i N. hemsleyana, team oppdaget. N. hemsleyana krukkene skape en bedre mikroklima for flaggermus, holde en mer stabil og høyere luftfuktighet enn mugger av N. bicaclarata.
«flaggermus har en stor vinge membran,» notater Caroline, og det er gjennom denne membranen som flaggermus miste mye av sin vannet., En mugge hønsehus som opprettholder en høyere fuktighet kan være et stort pluss til en bat kjempe mot dehydrering.
Usunn flaggermus kan også lider av ectoparasites.
Flaggermus som bare roosted i N. hemsleyana var helt fri for parasitter, i motsetning til flaggermus som tilbrakte tid i N. bicalcarata, den andre mugge arter. I motsetning til N. bicalcarata, N. hemsleyana mugger har en glatt voksaktig sone på deres indre overflaten, noe som gjør det vanskelig for parasittene til å legge egg på muggen vegger.
Flaggermus som foretrukket til hønsehus i N., hemsleyana var i bedre generelle tilstand, blir større, tyngre, og fri for parasitter.
Så, hvorfor flaggermus bry seg med N. bicalcarata i det hele tatt?
Dette er dårligere enn mugge hønsehus er rett og slett mer og mer vanlig og en sliten bat kan ikke alltid være en kresen bat.
Andre faktorer som også påvirker bat beslutningsprosesser, for eksempel muggen avstand fra bakken, eller eksponering for regn og solskinn og Schöners oppdaget så når det er mulig, flaggermus gjorde vise en lojalitet for å bosette seg i forskjellige N. hemsleyana mugger.,
Den andre studien ble publisert i tidsskriftet Oecologia, og flere publikasjoner er snart å følge.
Kjemisk krigføring
for å fordøye insekter de felle, mugge planter må være dyktige kjemikere. De produserer proteiner som kalles enzymer til å bryte ned deres insekt byttedyr.
«Insekter er som små tanker,» forklarer Dr Renner.
The armour-som hudskjelett av et insekt er laget av et veldig solid protein som kalles chitin. Chitin har en komplisert struktur immun mot de fleste generelle enzymer.,
Når en plante sanser et insekt i sin mugge det første produserer enzymer som kalles chitinases. Bare disse enzymene kan kutte et svakt punkt i insekt er chitin armour.
Når armour har blitt kompromittert, anlegget lanserer en ny bølge av enzymer. Disse for det meste faller inn i tre kategorier: proteases som bryter ned proteiner, lipases som reduserer fett, og esterases som angrep en rekke andre stoffer.
anlegget enzymer er svært spesifikke, noe som førte Dr Renner til å lure på hvordan plantene kjøpt slike avanserte våpen.,
«De fleste av dem ser veldig lik enzymer som plantene bruker i forsvar,» sier Dr Renner. «Ikke-kjøttetende planter har for å beskytte seg mot alle slags ting.»
Planter ofte må forsvare seg mot sykdom som forårsaker sopp, for eksempel muggsopp. Sopp har solid celle vegger med en kjent viktig ingrediens: chitin.
Både sopp og insekter bruk chitin som en del av sin rustning mot kjemiske våpen.,
Dr Renner forskningen, publisert i tidsskriftet Molecular Biologi og Evolusjon, viser tidlige forfedre av mugge planter co-valgt felles forsvar proteiner som dreper sopp, for å være i stand til å fordøye insekt exoskeletons.
En mikrobiell hæren
Men noen mugge arter synes å verve mikrober til å produsere enzymer for dem.
Leonora Bittleston er PhD-student ved Harvard-Universitetet i USA, studere både Nepenthes mugge planter i Borneo, og en ikke-relatert mugge anlegg slekten Sarracenia som vokser i Harvard Forest, Massachusetts.,
Akkurat som innsiden av en nyfødt baby, hver nubile mugge begynner sitt liv helt fri for mikrober. Som beholderen åpnes, motstandsdyktige bakterier, sopp, protozoer, og selv vannlevende insekter drift i muggen væske, noe som gjør en levende i farlig væske.
Og mye som mikrober som lever i den menneskelige tarmen, små critters inne i beholderen væske hjelpe vert absorbere mer næringsstoffer fra maten.
Sarracenia mugge planter som vokser i Harvard Forest kan stole utelukkende på mikrobiell mutualists å fordøye sin insekt byttedyr., Kort sagt, de få bakterier til å løse opp kjøttet av sine ofre snarere enn å gjøre det selv.
«Så langt det er ingen bevis for at Sarracenia lage sine egne chitinases,» Leonora forklarer. Fungal gjær og bakterier som gjør chitinases, imidlertid, og Leonora er forskning tyder på at de er de mikrober som har den største effekten på Sarracenia helse.
Leonora er en av de første forskere til å studere de små fellesskap som sammen inne i beholderen planter., Hennes første mugge anlegg studien beskriver metoder hun utviklet for å sammenligne samfunn inne i beholderen væske, og blir utgitt i Austral Økologi.
Selv som tropiske mugge anlegget leveområder blir ødelagt i posten priser, forskere og oppdagere er å oppdage ny mugge plantearter i Borneo og Filippinene.
«Spesielt i fjellområder, jeg tror det er mange arter som ennå ikke er funnet, og hva de gjør… ingen vet,» sier Caroline Brunnen.