Czarna orchidea z Brazylii

19

Czy istnieją czarne orchidee? Tak, np. Brasiliorchis schunkeana (wcześniej nazywana Maxillaria schunkeana) z Brazylii (Ryc. 1). Czarny kolor kwiatu wynika z nagromadzenia czerwonego barwnika w komórkach, stąd jeśli uważniej przyjrzymy się kwiatom, zobaczymy odcień czerwonego w niektórych miejscach.

Brasiliorchis_schunkeana_phot_by_Lipińska_Monika

Ryc. 1. Brasiliorchis schunkeana (fot. Monika Lipińska)

W środowisku naturalnym B. schunkeana rośnie jako epifit i jest endemitem (Tab. 1) w przybrzeżnych lasach deszczowych Atlantyku w stanie Espirito Santo (Ryc. 2) w południowo-wschodniej Brazylii (Singer i Koehler, 2004). Gatunek ten lubi siedliska ciepłe, 600-700 m n.p.m.

Tab. 1. Terminy naukowe i ich definicje.

Termin naukowy Definicja
endemity organizmy, głównie rośliny lub zwierzęta, należące do różnych jednostek systematycznych (np. podgatunków, gatunków, rodzajów, rodzin, a nawet rzędów) zamieszkujące ograniczone, stosunkowo niewielkie terytorium i tylko dla niego właściwe (za: Encyklopedia PWN)

epifity (porośla)

rośliny nasienne, mszaki, paprotniki, porosty i niektóre glony żyjące na innych roślinach (nie będące ich pasożytami), korzystające z nich jako miejsca przyczepu (za: Encyklopedia PWN)
GC/MS Chromatografia gazowa, spektrometria mas
warżka Środkowy płatek okółka wewnętrznego w kwiecie storczyków; pełni rolę lądowiska dla owadów; u B. schunkeana – ze zgrubieniem w centrum

Ryc. 2. Stan Espirito Santo w południowo-wschodniej Brazylii – miejsce występowania czarnej orchidei Brasiliorchis schunkeana (Google Maps).

Nietypowe kolory czy struktury w kwiatach są niezwykle interesujące. Jednak dla naukowców znacznie istotniejsze jest znalezienie odpowiedzi na pytanie dlaczego dany kwiat jest taki a nie inny?  Czy ma to związek z jego zapylaczami? Jakie gatunki owadów czy innych zwierząt odwiedzają i zapylają jego kwiaty? Co powoduje, że owad znajdzie drogę do tego rodzaju kwiatów – nektar, zapach? I wreszcie, jeśli jest coś wydzielane w kwiecie, to jakie związki chemiczne zwabiają owady i jak na nie działają? Może znajdują się tu związki o potencjale medycznym?

W 2022 roku zespół naukowców z Uniwersytetu Gdańskiego (Lipińska i in., 2022) podjął się zbadania tajemniczej czarnej orchidei z Brazylii. Co odkryliśmy? Szczegółowe badania kwiatów z użyciem elektronowego mikroskopu skaningowego i transmisyjnego, a także barwień histochemicznych wykazały ogromne ilości tłuszczy w epidermie, subepidermie i w niektórych komórkach parenchymy. Komórki pokryte tłuszczem połyskują z daleka, co może być istotne w przywabianhiu owadów. Dodatkowo, w wakuolach obecne były substancje fenolowe, które odpowiadają za nieprzyjemny, zgniły zapach kwiatu. Uzyskane wyniki wskazywałyby, że zapylaczami B. schunkeana mogą być muchy (Diptera), jednak co ciekawe, ani u tego gatunku, ani u innych z podplemienia Maxillariinae nie zaobserwowano nigdy muchówek, które by zapylały te rośliny. Takie przewidywania po cechach kwiatu jaki owad powinien go zapylać dla naukowców są czymś na miarę odkryć Darwina.. Gdy w 1862 roku Darwin otrzymał kwiat storczyka Angraecum sesquipedale z długą ostrogą, która może mierzyć aż 20-40 cm i wypełniona jest nektarem, stwierdził: „Good Heavens what insect can suck it” (tł. Wielkie Nieba, jaki owad może z niego ssać). Dopiero w 1903, a zatem dużo później, opisano ćmę Xanthopan morganii praedicta o długiej na 30 cm trąbce, która mogła dosięgnąć nektaru (Arditti i in., 2012). Co ciekawe, ostatni człon nazwy miał podkreślić fakt, że istnienie tego gatunku zostało przewidziane.

Badania u B. schunkeana przy użyciu GC/MS (chromatografia gazowa, spektrometria mas) pozwoliły określić skład związków chemicznych wydzielin na warżkach. Najobficiej występującymi związkami były 7,9-di-tert-butyl-1-oksaspiro(4,5)deka-6,9-dien-2,8-dion (77.06%) i 2,5-di-tert-butyl-1,4-benzokinon (16.65%). Cóż, chemicy dobrze rozumieją każdą z tych cyferek. Dla nas biologów znacznie ważniejsza jest aktywność tych substancji chemicznych. Pierwszy związek jest używany m.in. jako środek moczopędny, w leczeniu niewydolności serca, wodobrzusza u pacjentów z chorobami wątroby, obniżania nadciśnienia tętniczego, czy w leczeniu chorób skóry. Natomiast drugi związek – DTBBQ działa przeciwbakteryjnie. Zawartość procentowa obu związków jest wysoka w porównaniu z innymi źródłami pozyskiwania, co być może jest wskazaniem by ta orchidea była w przyszłości komercyjnym źródłem tych dwóch substancji chemicznych.

Literatura

Arditti, J., Elliott, J., Kitching I.J. and Wasserthal, L.T. (2012) ‘Good Heavens what insect can suck it’ – Charles Darwin, Angraecum sesquipedale and Xanthopan morganii praedicta. Botanical Journal of the Linnean Society, 169, 403-432.

Endemity – definicja: https://encyklopedia.pwn.pl/szukaj/endemit.html

Epifity – definicja: https://encyklopedia.pwn.pl/szukaj/epifit.html

Lipińska, M.M., Gołębiowski, M., Szlachetko, D.L., Kowalkowska, A.K. (2022) Floral attractants in the black orchid Brasiliorchis schunkeana (Orchidaceae, Maxillariinae): clues for presumed sapromyophily and potential antimicrobial activity. BMC Plant Biology, 22, 575. https://doi.org/10.1186/s12870-022-03944-8

Singer RB, Koehler S. (2004) Pollinarium morphology and floral rewards in Brazilian Maxillariinae (Orchidaceae). Annals of Botany, 93(1), 39-51.

Autorki artykułu: Kowalkowska Agnieszka1, Lipińska Monika2

1Katedra Cytologii i Embriologii Roślin, Wydział Biologii, Uniwersytet Gdański

2Katedra Taksonomii Roślin i Ochrony Przyrody, Wydział Biologii, Uniwersytet Gdańsk

Komentarze