Darwin Ternyata Betul: *Saxifraga candelabrum* Menangkap dan Mencerna Serangga

Tumbuhan ini menarik serangga kecil, memerangkapnya pada permukaan melekit, mencerna tubuh mangsa dan menyerap nutrien daripadanya—terutamanya nitrogen. Menariknya, ia juga mempunyai susunan bunga dan perangkap yang membantu mengelakkan serangga pendebunga daripada menjadi mangsa.

Idea Darwin yang menunggu bukti

Dalam buku Insectivorous Plants yang diterbitkan pada 1875, Darwin mencadangkan bahawa sesetengah spesies dalam genus Saxifraga mungkin menggunakan serangga sebagai sumber nutrien. Beliau membuat andaian itu berdasarkan rambut kelenjar melekit pada tumbuhan berkenaan, tetapi pada zamannya belum ada kaedah untuk membuktikan sama ada serangga yang melekat itu benar-benar dicerna dan dimanfaatkan oleh tumbuhan .

Kajian terbaharu tidak menguji spesies Eropah yang diperhatikan Darwin secara langsung, sebaliknya meneliti saudara terdekatnya, S. candelabrum. Spesies ini tumbuh pada altitud antara 2,500 hingga 3,300 meter di Dataran Tinggi Qinghai-Tibet dan Pergunungan Hengduan, termasuk di wilayah Yunnan dan Sichuan, China .

Dalam tinjauan lapangan, serangga ditemukan terperangkap pada rambut kelenjar 43 daripada 45 spesimen yang diperiksa . Tumbuhan matang pula memerangkap purata 71 ekor serangga setiap satu .

Cara bunga ini menangkap mangsa

Batang dan cabang S. candelabrum diliputi struktur halus seperti rambut yang dikenali sebagai trikoma kelenjar. Struktur ini mengeluarkan lendir melekit, lalu bertindak seperti perangkap kertas pelekat—serangga yang hinggap sukar melepaskan diri .

Bau yang dikeluarkan tumbuhan turut membantu menarik serangga ke permukaan tersebut. Mangsa yang paling kerap ditemukan ialah serangga kecil daripada kumpulan Diptera, khususnya agas yang tidak menggigit .

Bukan sekadar melekat: mangsa benar-benar dicerna

Untuk membezakan antara serangga yang melekat secara kebetulan dengan mangsa yang dicerna secara aktif, penyelidik menguji aktiviti enzim pada rambut kelenjar tumbuhan. Ujian berasaskan pendarfluor mengesan aktiviti fosfatase, iaitu enzim yang dikaitkan dengan proses pencernaan dalam tumbuhan karnivor .

Pasukan itu kemudian memberi lalat buah Drosophila yang dilabel dengan nitrogen-15 (¹⁵N) kepada tumbuhan. Selepas itu, paras ¹⁵N dalam tisu S. candelabrum meningkat dengan ketara. Peningkatan sama tidak berlaku pada tumbuhan kawalan yang bukan karnivor, menunjukkan nitrogen daripada serangga telah diserap oleh tumbuhan .

Analisis transkriptom dan genom memberikan sokongan tambahan. Penyelidik membina genom S. candelabrum pada peringkat kromosom dan membandingkannya dengan tumbuhan karnivor yang diketahui, termasuk periuk kera (Nepenthes) dan sundew (Drosera). Mereka mendapati gen yang menghasilkan enzim pencernaan aktif diekspresikan pada trikoma kelenjar, menunjukkan tumbuhan ini mempunyai jentera genetik yang diperlukan untuk karnivori .

Mengapa pendebunga tidak turut menjadi mangsa?

Tumbuhan karnivor berdepan satu masalah besar: serangga diperlukan untuk pendebungaan, tetapi pada masa yang sama boleh menjadi sumber nutrien. S. candelabrum mengurangkan konflik ini dengan memisahkan zon bunga daripada zon perangkap .

Bunga putihnya berada di atas tangkai yang tinggi, manakala rambut kelenjar melekit hanya terdapat pada batang vegetatif dan bukan pada bunga atau tangkai bunga . Kedudukan ini mewujudkan penghalang fizikal serta perbezaan visual yang jelas—bunga putih di atas, batang melekit di bawah—sekali gus mengurangkan kemungkinan pendebunga terperangkap .

Corak ini selari dengan dapatan tentang beberapa spesies sundew, yang menunjukkan warna bunga putih dan jarak antara bunga dengan perangkap dapat membantu mengurangkan perangkap terhadap pendebunga .

Penemuan pertama dalam kumpulan tumbuhan ini

Penemuan S. candelabrum penting kerana ia mewakili satu keturunan tumbuhan karnivor yang berkembang secara berasingan. Ia merupakan tumbuhan karnivor pertama yang disahkan dalam seluruh order botani Saxifragales dan keluarga Saxifragaceae .

Namun, para penyelidik percaya penemuan ini mungkin baru permulaan. Banyak tumbuhan yang mempunyai rambut kelenjar melekit sebelum ini dianggap menggunakan ciri tersebut untuk melekatkan debu atau melindungi diri daripada haiwan pemakan tumbuhan. Ada kemungkinan sesetengahnya juga menggunakan serangga yang terperangkap sebagai sumber nutrien .

Ini bermakna jumlah sebenar tumbuhan karnivor di alam semula jadi mungkin jauh lebih tinggi daripada yang diketahui sekarang. Sesetengah spesies mungkin tidak memiliki semua ciri karnivori, tetapi tetap mempunyai keupayaan separa—contohnya memerangkap mangsa atau menyerap nutrien daripada bahan organik .

Ringkasnya

• Darwin mencadangkan kemungkinan karnivori dalam sesetengah Saxifraga pada 1875; bukti muktamad hadir 151 tahun kemudian .
• Saxifraga candelabrum ialah tumbuhan karnivor pertama yang disahkan dalam keluarga Saxifragaceae .
• Rambut kelenjar melekitnya bertindak seperti perangkap kertas pelekat untuk menangkap serangga kecil .
• Ujian enzim, eksperimen nitrogen-15 dan analisis genom mengesahkan proses pencernaan serta penyerapan nutrien .
• Bunga yang berada jauh di atas batang melekit membantu melindungi pendebunga .
• Penemuan ini membuka kemungkinan bahawa lebih banyak tumbuhan “melekit” sebenarnya mempunyai ciri karnivor yang belum dikesan .