Tuntokasvin (Mimosa pudica) puolustuskäyttäytyminen: yksilölliset erot ja kasvinsyönnin vaikutukset

Abstract

Kasvit puolustautuvat herbivoreilta eli kasvinsyöjiltä erilaisilla puolustusmekanismeilla. Indusoituvia puolustusmekanismeja voidaan tutkia myös käyttäytymisekologian näkökulmasta. Tuntokasvi (Mimosa pudica) puolustautuu taivuttamalla lehtensä kosketettaessa nopeasti piiloon. Tässä tutkimuksessa selvitettiin laboratorio-oloissa, vaikuttaako herbivoria tuntokasvin käyttäytymiseen ja kasvuun, onko käyttäytymiseroilla vaikutusta kasvuun ja esiintyykö kasvilla käyttäytymisen toistettavuutta. Tutkimusta varten kasvatettiin tuntokasveja kahdessa käsittelyryhmässä: simuloitu herbivoria ja kontrolli. 6 käsittelyviikon jälkeen tehtiin kosketuskokeet, joissa kasvin kolmea eri-ikäistä lehteä ärsytettiin mekaanisesti ja niiden reaktio dokumentoitiin. Kokeet tehtiin jokaiselle kasville 3 kertaa. Kokeiden jälkeen kasvien biomassa punnittiin. Tutkimuksessa käyttäytymistä kuvaavia muuttujia olivat lehden nuokahdus (taipuiko lehti ärsytettäessä kokonaan alas) ja reaktion laajuus (miten suurelta osin lehden lehdykät sulkeutuivat). Kasvua kuvaavia muuttujia olivat juuren ja verson biomassat kuivattuna sekä näiden suhde eli juuri-verso-suhde. Juuren ja verson biomassoille ja juuri-verso-suhteelle sovitettiin yleistetyt lineaariset mallit, joissa selitettiin kasvumuuttujaa käsittelyllä ja yksilön reaktioprosentin keskiarvolla. Nuokahdukselle ja reaktioprosentille sovitettiin sekamallit, joissa selitettiin käyttäytymisvastetta käsittelyllä ja satunnaismuuttujana yksilöllä, johon pesitettiin lehden ikäluokka. Mallien tuloksia tarkasteltiin varianssianalyyseillä ja parittaisilla vertailuilla. Käyttäytymisvasteiden malleista testattiin yksilön reaktion toistettavuus (käyttäytymisvasteen pysyvyys kosketuskokeiden eri kierroksilla). Herbivoriakäsittelyllä oli vaikutus reaktion laajuuteen: käsittelyryhmän kasveilla reaktion laajuus oli 12,2 % suurempi kuin kontrolliryhmässä. On todennäköistä, että tuntokasvi lisää panostusta mekanismin herkkyyteen, kun herbivori on jatkuvasti läsnä. Samaa vaikutusta ei kuitenkaan ollut lehden nuokahdukseen. Ero saattaa selittyä reaktion fysiologisella mekanismilla. Käsittelyllä ei ollut vaikutusta juuren tai verson biomassaan. Käsittely vaikutti kuitenkin kasvin biomassan jakautumiseen: juuri-verso-suhde oli käsittelyryhmän kasveilla suurempi. Kun versoon kohdistuu herbivoriaa, kasvin kasvustrategia voikin painottua juuren biomassan kasvattamiseen. Myös lehtien sulkeutumiskäyttäytyminen oli yhteydessä biomassaan: niillä kasviyksilöillä, joiden sulkeutumisreaktion laajuus oli suurempi, verson biomassa oli pienempi. Kyse lienee kasvun ja puolustautumisen välisestä allokaatiokustannuksesta. Käyttäytymisvasteen pysyvyyden testauksessa mielenkiintoisesti havaittiin, että lehdyköiden sulkeutumisreaktion laajuus oli toistettava. Nuokahdus ei ollut toistettava, minkä selitys saattaa myös liittyä mekanismin toimintaan. Tämän tutkimuksen tulokset osoittavat, että tuntokasvin käyttäytyminen ja kasvu mukautuvat vasteena simuloituun herbivoriaan, mutta myös käyttäytymisellä on vaikutusta kasvuun. Tulokset vahvistavat myös jo aiemmin eräässä kenttätutkimuksessa esitettyä näkemystä tuntokasvin käyttäytymisen toistettavuudesta: tuntokasvilla vaikuttaisi olevan ”persoonallisuus”, kun persoonallisuudesta käytetään eläinten käyttäytymistutkimuksessa vakiintunutta määritelmää eli sellaisia yksilöiden välisiä käyttäytymiseroja, jotka ovat suhteellisen pysyviä eri konteksteissa läpi yksilön elämän. Reaktion laajuuden kohdalla käyttäytymisen toistettavuusaste oli samaa luokkaa kuin aiemmissa tutkimuksissa eläinten persoonallisuudesta. Tällainen käyttäytymisekologinen lähestymistapa ja eläinten käyttäytymistutkimuksen elementtien lainaaminen tarjoavat uudenlaisen, merkittävän näkökulman kasvibiologiaan.

Mimosa pudica, tuntokasvi, indusoituva puolustus, kasvinsyönti, allokaatiokustannus, käyttäytyminen, persoonallisuus