Blossfeldia liliputana i przetrwanie głębokiego odwodnienia

Roślina o zmiennej zawartości wody

Blossfeldia liliputana rośnie w osłoniętych szczelinach skał w Boliwii i Argentynie. Kwitnący pęd często ma zaledwie około centymetra średnicy. Po utracie wody wyraźnie spłaszcza się i zmniejsza objętość. Barthlott i Porembski opisali tę roślinę jako poikilohydryczną. Termin oznacza dużą zależność uwodnienia tkanek od dostępności wody w otoczeniu, połączoną tutaj ze zdolnością przetrwania silnego wysuszenia. [Barthlott i Porembski 1996, s. 161–165]

Sukulentyzm polega na gromadzeniu wody w rozbudowanych żywych tkankach. U Blossfeldia towarzyszy mu zdolność głębokiego odwodnienia i późniejszej rehydratacji. Badanie dotyczyło całych małych roślin, ich budowy oraz zmian masy w czasie, dlatego pozwala powiązać postać pędu z funkcjonowaniem jego tkanek. [Barthlott i Porembski 1996]

Skąd pochodzi liczba około 80%

W wielomiesięcznym doświadczeniu masa wysuszanych roślin spadała do około 18% wartości początkowej. Taki wynik odpowiada utracie około 82% początkowej masy całej rośliny. Najsilniejszy spadek zachodził w pierwszym roku, a bardzo niska masa utrzymywała się w dalszej części doświadczenia. Obserwacja obejmowała okres przekraczający dwa lata. [Barthlott i Porembski 1996, ryc. 4 i wyniki doświadczenia]

Punktem odniesienia była masa roślin na początku doświadczenia. Do określenia udziału wody w tkance potrzebna byłaby dodatkowo sucha masa, a do wyznaczenia względnej zawartości wody także masa przy pełnym nasyceniu. Opublikowana krzywa przedstawia zatem zmianę masy całych roślin względem konkretnego stanu początkowego. [Barthlott i Porembski 1996, metody i ryc. 4]

Po ponownym podaniu wody masa wzrosła kilkukrotnie w ciągu dwóch tygodni, a pędy odzyskały objętość i zieloną barwę. Autorzy obserwowali rehydratację i zazielenienie. Powrót asymilacji uznali za prawdopodobny, lecz w tej części doświadczenia nie wykonali bezpośrednich pomiarów pobierania CO₂. [Barthlott i Porembski 1996, s. 164–165]

Tkanki przystosowane do zmiany objętości

Miękisz wypełnia większą część pędu. Powierzchnię okrywa cienka epiderma z delikatną kutykulą, pozbawiona rozbudowanej warstwy wosku. Pod epidermą brak wzmacniającej hipodermy kolenchymatycznej. Krótkie, wąskie elementy drewna mają spiralne zgrubienia ścian. Autorzy powiązali tę budowę z możliwością znacznego kurczenia się i ponownego rozszerzania ciała. [Barthlott i Porembski 1996, s. 163–165]

Budowa anatomiczna opisuje przestrzenną i mechaniczną stronę tolerancji odwodnienia. Publikacja z 1996 roku nie identyfikowała białek ochronnych ani szlaków regulacji genowej odpowiadających za przeżycie. Fizjologiczny wynik doświadczenia jest dobrze określony, natomiast jego wyjaśnienie molekularne wymaga innych metod badawczych. [Barthlott i Porembski 1996]

Nieliczne aparaty szparkowe i CAM

Średnia gęstość aparatów szparkowych wynosiła około 0,6 na mm². Aparaty skupiały się głęboko w zagłębieniach areoli, osłonięte włoskami. Takie położenie zmienia drogę wymiany gazowej między powierzchnią pędu a otoczeniem. W próbie obejmującej pięć badanych roślin średnia opisuje powierzchnię o silnie nierównomiernym rozmieszczeniu szparek. [Barthlott i Porembski 1996, s. 163–164]

Skład izotopowy węgla, δ¹³C około −15,92‰, wskazywał na udział fotosyntezy CAM. Pomiar ten zapisuje zintegrowany efekt wcześniejszego wiązania węgla. Godziny otwierania aparatów szparkowych, siła pobierania CO₂ oraz zmiany w czasie suszy należą do wielkości, które określa się przez pomiary wymiany gazowej i metabolitów. [Barthlott i Porembski 1996, s. 164]

Areola jako miejsce kontaktu z wodą

W doświadczeniu z barwnikiem autorzy wykazali pobieranie wody przez obszary areoli. Niewielka roślina może więc odzyskiwać wodę również przez powierzchnię pędu. Osłonięte położenie w szczelinie, cienka warstwa okrywająca i szczególna organizacja areoli składają się na jej własny sposób funkcjonowania w środowisku okresowo suchym. [Barthlott i Porembski 1996, s. 164–165]

Opis pędu, korzenia, kwiatów i rozsiewania przez mrówki znajduje się w karcie Blossfeldia liliputana. Dane o regeneracji z fragmentów siewek rozwijają drugi aspekt biologii tego gatunku, zdolność tworzenia nowych organów w kontrolowanej kulturze. [Barthlott i Porembski 1996][Ivannikov i wsp. 2022]