Image
Vakkert  og stille på overflaten, men fullt av drama hvis du ser nærmere etter

Tyrihjelm på Hardangervidda. Skjønnheten skjuler et drama med sex, dødelig gift, humlen med Norges lengste tunge og frekke innbruddstyver. Foto: Bjarne Røsjø/UiO

Blomstenes «outsourcing» av sex ble en evolusjonær suksess

Det er millioner av år siden de første plantene overlot sexen til insektene. Metoden har ført til en rekke bisarre og morsomme løsninger.

Mange friluftsfolk er godt kjent med tyrihjelmen, som er en vanlig plante i litt fuktige deler av fjellheimen vår. Mange fjellvandrere vet også at planten er svært giftig – så giftig at et barn som tar på planten og slikker fingrene etterpå, kan bli rammet av en alvorlig forgiftning. Tilnavnet «lushatt» skyldes at uttrekk av planten har vært brukt som middel mot skabb og lus.

Professor emeritus Klaus Høiland er et oppkomme av historier om de effektive, merkelige og morsomme løsningene som oppsto da blomsterplantene «outsourcet» sin egen sex til insektene. Foto: Bjarne Røsjø/UiO

– Beitedyr som er så uheldige å spise litt av denne planten, dør så fort at tyrihjelmen har fått tilnavnet «bråstoppa» i enkelte dialekter. Tyrihjelmen inneholder giftstoffer som fører til at en viktig del av signaloverføringen i nervesystemet går fullstendig ad undas, forteller professor Klaus Høiland ved Institutt for biovitenskap.

Høiland har mer å fortelle om tyrihjelmen: Denne arten er nemlig et spennende eksempel på de mange merkelige løsningene som har oppstått, etter at plantene begynte å «outsource» sin egen sex til biene og andre insekter for mange millioner år siden.

Bispestav med lokkemiddel

Tyrihjelmen hører hjemme i soleiefamilien og er derfor i slekt med velkjente arter som engsoleie, hvitveis og blåveis. Tyrihjelmen har en ganske rar blomst med noen nedre kronblad som danner et slags visir, mens de øvre kronbladene danner en hjelm over visiret.

Tyrihjelmens blomst har både visir og hjelm. Foto: Bjarne Røsjø.

– Inne i blomsten, under hjelmen, finner du to strukturer som likner på en gammeldags bispestav, altså en stokk med en snurr på toppen. Inne i den snurren ligger nektaren som humlene gjerne vil ha tak i, forteller Høiland.

Det finnes om lag 35 arter humle i Norge, men bare én av artene er spesialist på å få tak i denne vanskelig tilgjengelige nektaren. Lushatthumla er derfor berømt blant både botanikere og insektforskere fordi den klarer å presse hodet inn mellom lushattens visir og hjelm.

Når humlehodet først er godt inne i blomsten, bruker humla den lange tunga si – ingen andre norske humler har så lang tunge – til å slikke i seg nektaren som ligger skjult inne i bispestavsnurren.

Når humla er fornøyd, kan den ikke komme ut igjen uten å dulte borti tyrihjelmens støvbærere. Da får den med seg litt pollen i pelsen.

Deretter suser humla videre til en ny tyrihjelm, hvor den setter av den forrige hjelmens pollen på den nye tyrihjelmens fruktemne – og dermed har det skjedd en befruktning. Humla har fått sin nektar og tyrihjelmen har fått sin sex – og alt er bare fryd og gammen.

Ingen andre norske humler har like lang tunge som lushatthumla. Foto: Atle Mjelde/Wikimedia Commons

Men det finnes også en tyv i denne historien. De såkalte tjuvhumlene har for korte tunger til å få tak i tyrihjelmens nektar på «lovlig» vis, og derfor gir de blaffen i hele bestøvningen. De gnager isteden hull på hjelmen for å komme fram til de to «bispestavene», og dermed kommer de nær nok til å få tak i nektaren likevel.

– Tjuvhumlene får tak i nektaren når de gjør det på denne måten, men de tar ikke med seg noe pollen til neste blomst. Dermed blir tyrihjelmen snytt for humlens bidrag til sitt eget sexliv, forteller professor Høiland.

Sex, innbruddstyver og dødelig gift

Tyrihjelmen er altså ikke bare en iøynefallende fjellplante, men også en plante med en historie som handler om sex, innbruddstyver og dødelig gift. Tyrihjelmen er for øvrig bare én blant veldig mange norske blomsterplanter med spennende historier, forteller Klaus Høiland. Men – la oss ta det hele fra begynnelsen.

– Det er umulig å vite nøyaktig når plantene fant på dette med å outsource sin egen sex til biene – og andre insekter – men vi kan tenke oss at det skjedde omtrent på den tiden da dinosaurene vandret på jorden. Det var nemlig da de dekkfrøede blomsterplantene oppsto, forteller Høiland. De første blomsterplantene oppsto med andre ord i den geologiske perioden kritt for ca. 140 millioner år siden, og de var blitt dominerende for ca. 65 millioner år siden.

Det er for øvrig slett ikke alle slags vekster som lar andre organismer ta seg av kjønnslivet. Bartrærne og de andre nakenfrøede plantene driver for eksempel mest med vindbestøvning. Bregnene og mosene og soppene og mye annet ligger også utenfor denne historien, understreker Høiland.

Blomsterplantenes lokkemidler

Tilbake til blomsterplantene: Disse er ofte tvekjønnede med blomster som (vanligvis) består av en hunlig og en hanlig del. Den hunlige delen kalles fruktemne og består av fruktknute, griffel og arr, mens den hanlige delen består av pollenbærerne – som også kalles støvbærere.

Du lærte antakelig på skolen at noen plantearter er særbu og har hanblomster og hunblomster på hver sin plante: Osp, selje, molte og jonsokblom er typiske eksempler. Planter som er sambu har fortsatt egne han- og hunblomster, men på samme plante. Bjørk, bøk, eik og furu er kjente eksempler.

Moltene har han- og hunblomster på hver sin plante. Her er det bare støvbærere, så denne blomsten kommer aldri til å bære fram en molte. Foto: Jörg Hempel/Wikimedia Commons

Hos tvekjønnede blomster sitter de hunlige delene i midten av blomsten, omkranset av pollenbærerne, kronbladene og begerbladene.

Pollenbærerne produserer pollen som med litt forenkling kan sammenliknes med sædceller hos dyr, og det er om å gjøre å frakte disse «sædcellene» over til det kvinnelige fruktemnet og sørge for at det kommer seg inn gjennom arret. Hos noen blomsterplanter blir pollenbærerne og fruktemnene modne til ulik tid for å unngå selvbefruktning og innavl. Men det finnes også mange andre løsninger på dette problemet.

De blomsterplantene som har satset på insektpollinering, produserer som regel «lokkemidler» for å tiltrekke seg insekter som deretter kan frakte den ene blomstens pollen videre til arret på en annen blomst. Det er først og fremst nektar og pollen som brukes som lokkemidler, i tillegg til at blomstene har en utforming med farger som fungerer som et blikkfang for insektene.

– Historien kan ha begynt med at noen planter begynte å produsere overflødig store mengder pollen, som faktisk inneholder både proteiner og fett. Insektene oppsøkte blomstene for å samle pollen som de kunne spise selv eller fore larvene med, og så ble en mindre mengde pollen brukt til selve befruktningen, antyder Høiland.

Det neste trinnet i utviklingen kan ha vært at blomstene begynte å produsere sukkerholdig nektar som et biprodukt fra sukkerproduksjonen som uansett pågår i den ordinære fotosyntesen. Den går jo ut på at blomstene bruker energien fra sollyset til å omdanne karbondioksid (CO2) og vann til sukker/energi og komplekse organiske molekyler.

Det var billene som begynte

– I våre dager snakker vi mye om blomstene og biene, men det var antakelig billene som begynte med å pollinere blomsterplantene. Mange av de eldste og mest basale plantene, som nøkkerose, er nemlig hovedsakelig billepollinerte, forteller Høiland.

Men evolusjonen finner stadig på noe nytt. Professor Høiland minner om at plantene på gode dager kan produsere mye mer sukker enn de egentlig trenger. Dette sukkeret ble etter hvert til nektar, altså den søte substansen som finnes i mange blomster.

– Dette åpnet muligheten for at også andre insekter kunne engasjere seg i plantenes sexliv. Billene har jo nesten uten unntak bitende munndeler, som de kan bruke til å gnage seg gjennom både nøtter og hardere ting. Men bier og sommerfugler og blomsterfluer og mange andre insekter har sugende munndeler, som er mye bedre egnet til å slurpe i seg flytende nektar, forteller Høiland.

Intelligente humler bruker boksåpneren

Vi tar en tur til fjellheimen igjen og stanser ved et kongsspir. Dette er en halvparasittisk art i snylterotfamilien, og det høres jo ikke så bra ut. Men blomsten i seg selv er både staut og vakker, med blomster som kan minne litt om modne bananer.

– Men disse «fjellbananene» åpner seg aldri, og de kan bare åpnes av intelligente humler! Hver enkelt humle må nemlig lære seg et knep, den må liksom lære seg å bruke boksåpneren, for å åpne blomstene på et kongsspir, forteller Høiland.

Kongsspir: Denne blomsten kan bare befruktes av humler som har lært seg å bruke en «boksåpner»! Foto: Bjarne Røsjø

Knepet går i korthet ut på at humlen må bruke det ene beinet til å presse på et bestemt sted på blomsten, og da lager humlen en sprekk som den kan presse seg inn gjennom.

– Der inne får humlen tak i den forlokkende nektaren, og så tar den med seg pollen ut igjen og summer videre til en ny plante. Kongsspiret har forresten flere slektninger, som gullmyrklegg og bleikmyrklegg. Alle disse myrkleggene kan bare åpnes av humler som har lært seg noen spesielle knep, forteller Høiland.

Denne historien forteller oss at humlene er relativt intelligente til insekter å være. De har ikke store hjerner, men hjernene deres er i alle fall store nok til at kan lære seg hvordan de åpner en vanskelig blomst. Og når de først har lært seg denne blomsten, holder de seg gjerne til den.

Mennesker og insekter liker de samme blomstene

De fleste mennesker er enige om at reinrose er en vakker blomst - som også tiltrekker seg insekter. Foto: Bjarne Røsjø

Professor Høiland tilføyer at humlene (som er en slags bier) bruker mesteparten av pollenet den samler inn som mat til larvene som skal vokse og bli til nye humler. Den sukkerholdige nektaren brukes stort sett som «drivstoff» for humlen selv, for den trenger mye energi når den skal summe rundt fra blomst til blomst.

Også sommerfuglene bruker nektaren stort sett til sin egen forbrenning, mens larvene deres stort sett lever av å spise på andre planter. Mange sommerfugler er for øvrig nært knyttet til de vakre og interessante orkideene, og i denne gruppen finner vi mange av de fremste lurendreierne i planteriket. Det kan du lese mer om i denne artikkelen.

– Er det ikke rart, forresten, at vi mennesker har samme smak som bier og sommerfugler? Vi synes jo at de samme blomstene er veldig pene og lukter godt, og vi er enige om at honning smaker godt. Jeg har ikke noe svar på hvorfor det er slik, men det er da ganske merkelig, mener Høiland.

...  men noen liker død og fordervelse

Professor Høiland tilføyer fort at det finnes mange unntak fra denne regelen.

– Spyfluer! De liker ikke det samme som vi liker. De liker isteden råttent kjøtt og andre ting som ser ekle ut med våre øyne, gjerne med farger som går i rødt og brunt, og som lukter vondt i våre neser. Vi har ikke så mange slike blomsterplanter i Norge, men i drivhuset med tropisk klima i Botanisk hage i Oslo har de et typisk eksemplar fra slekten Amorphophallus, forteller Høiland.

Det latinske navnet forteller oss hvordan blomsten ser ut: «amorphus» betyr «misformet» og «fallos» er et annet og kanskje litt gammeldags ord for «penis». Blomstene i Amorphophallus-slekten bestøves av fluer, og for å tiltrekke seg disse fluene sender de ut sterke dufter av det fluer liker best: råttent kjøtt, overmoden frukt og fersk avføring.

– Noen av disse blomstene lukter så forferdelig at gartnere bruker gassmaske i nærheten av dem. Eksemplaret i Botanisk hage lukter ikke fullt så ille, men også det har en lukt som minner om et stykke råttent kjøtt eller et kadaver, forteller Høiland.

Mens vi først snakker om spyfluer og misformede peniser og råttent kjøtt, passer det å ta en liten tur vekk fra blomsterplantenes verden og over til mosene. Mosene er sporeplanter, det vil si at de har en annerledes oppbygning og formering enn blomsterplantene. Det finnes antakelig godt over 1000 mosearter i Norge, og noen av dem kalles møkkmoser. Disse har levemåter som er mildest tatt litt underlige, ifølge Klaus Høiland.

– Den møkkmosen jeg liker aller best, heter lemenmose, fordi den vokser på lemen-lik! Her er det slik at mosen vokser opp og danner sporer på lemen-lik som er så gamle at det er bare skinn og bein igjen av dem.

Dette er en fagerlemenmose (Tetraplodon mnioides), som vokser på døde lemen. Ikke på HaPå-lemen altså, men på trevle-lemen. Foto: Klaus Høiland/UiO

– Vi botanikere kaller disse triste restene for trevle-lemen. Uansett: Mosen vokser opp fra lemenrestene og danner røde stilker og svarte «hatter» som tiltrekker seg spyfluer, fordi mosen får det gamle liket til å likne på et ferskt lemenkadaver. Da tror spyfluene at «Her er det mat», og så lander de på lemenmosen og vandrer rundt mens de får på seg sporer. Men det er jo egentlig ikke noe særlig med mat der, så etter hvert blir spyflua lei og drar sin vei.

– Neste gang lander spyfluene kanskje på et lemen som ikke har vært dødt like lenge. Vi botanikere snakker da om «HaPå-lemen», fordi liket har gått akkurat så mye i oppløsning at det er blitt smørbart. Dette er skikkelig råtne og illeluktende saker, akkurat sånt som spyfluene liker. Der setter spyfluene fra seg sporene de fikk på seg da de besøkte et trevle-lemen, og så kan sporene ligge i ro i flere år.

– Men til slutt har HaPå-lemenet blitt til et trevle-lemen, og da vokser sporene opp til nye moser som danner nye sporer. Dermed er ringen sluttet, forteller Høiland. Lemenmosene i slekten Tetraplodon har fem arter i Norge, og de kan i parentes bemerket også vokse på andre slags dyrerester – som gulpeboller og reinsdyrbæsj.

Les også: Orkideene: Planterikets elegante lurendreiere

Blomstene lager veiskilt for biene

Klaus Høiland nevnte at orkideene (se egen artikkel) kan være noen ordentlig lurendreiere, fordi mange av dem narrer insektene til å hjelpe til med kjønnslivet – uten at insektene egentlig får noe igjen for bryderiet. Men det finnes også andre planter som er litt mer hjelpsomme.

Plantene har jo strengt tatt ikke noen interesse av å få insekt-besøk på en blomst som allerede er bestøvet, og insektene har ikke noen interesse av å besøke en blomst som allerede er tømt for pollen og/eller nektar. Både blomstene og biene vil derfor være tjent med å redusere antallet bomturer.

Den enkleste løsningen er at blomsten visner etter befruktningen; da er den ikke lenger tiltrekkende for verken mennesker eller insekter. Men hestekastanjen har funnet en lurere løsning på dette problemet: Den setter opp «veiskilt» som forteller bier og humler at «denne blomsten har allerede hatt besøk»!

De røde flekkene på hestekastanje-blomstene er veiskilt som forteller biene at blomsten allerede har hatt besøk. Foto: Klaus Høiland/UiO

Hos hestekastanjene fungerer de store blomsterstandene som blikkfang på lang avstand, slik at insektene kommer ivrig flygende mot de store «koldtbordene». Men blomsterstandene består jo av veldig mange blomster, og disse blir ikke pollinert på likt. Derfor er det nyttig for insektene at hestekastanjen har satt opp «veiskilt» inne i blomsterstanden.

– Hestekastanjen har i utgangspunktet hvite blomster med gule flekker. Men de gule flekkene blir røde etter at blomsten er pollinert, og de fleste insekter ser ikke rødt lys særlig godt. Derfor oppfatter de kanskje den røde flekken som svart – og det går de ikke på, forteller Høiland.

For hestekastanjen er dette en smart løsning fordi blomsterstanden beholder den tiltrekkende avstandseffekten, og biene slipper strevet med å lete rundt i blomsterstanden for å finne de enkeltblomstene som fortsatt har noe å by på. Mange andre planteslekter har utviklet liknende løsninger med «veiskilt» som hjelper insektene med å finne fram.

Blikkfang og parabol-blomster

Ta krossved for eksempel, en busk som kan bli opptil fem heter høy. Den viltvoksende norske arten har trelappete blader, hvite blomster i halvskjerm, og blanke, skarlagenrøde frukter.

Her er det den store blomsterstanden som fungerer som blikkfang – som hos hestekastanjen – men «veiskiltingen» fungerer på en annen måte.

– Det er egentlig de ytterste blomstene som utgjør blikkfanget, fordi de er store og skinnende hvite. Men disse blomstene er også sterile, så de er der bare for å trekke insekter til blomsterstanden. Når et nektar-sultent insekt først har landet, finner det imidlertid fort fram til de små, puslete og fruktbare blomstene med nektar i midten av blomsterstanden, beretter Høiland.

Issoleia helt til venstre er i ferd med å bli lyserød, som et tegn på at «kiosken er stengt». Foto: Klaus Høiland/UiO

Den vakre og hardføre issoleia har også utviklet et slags veiskilt, eller i alle fall et opplysningsskilt. Dette er den blomsterplanten som vokser høyest i Norge, den er blitt funnet helt opp til 2370 meter over havet på Galdhøpiggen. Livet i slike kalde og vindfulle miljøer kan være hardt og stressende, så her er det om å gjøre å ta vare på ressursene.

– Issoleia vil ikke visne og kvitte seg med kronbladene etter befruktningen, for den har et veldig behov for å bruke blomsterdelene til å holde på temperaturen og beskytte frøene mens de modner, forteller professor Høiland.

Derfor blir kronbladene sittende på blomsten, men de blir gjerne lyserøde etter pollineringen. Røde kronblader absorberer litt mer lys enn hvite kronblader, og dermed klarer issoleia å samle litt mer varme enn den ellers ville gjort.

Men rødfargen fungerer også som et signal til insektene som lever i denne høyden om at «kiosken er utsolgt», slik at disse kan spare litt energi og se seg om etter en annen blomst isteden. Det er som regel ikke langt mellom de hvite og de lyserøde issoleiene, har mange fjellvandrere konstatert.

Issoleiens blomst ser forresten ut som en liten parabol, og det er slett ikke tilfeldig.  Det er mange slike parabolblomster i fjellheimen vår, forteller Høiland.

Issoleier fotografert med infrarødt filter avslører at dette er en «parabolblomst» som samler opp varmestråling i midten av blomsten. Foto: Klaus Høiland/UIO

– De små parabolene samler opp varmestråling i midten av blomsten, og det er gunstig for frøene som skal modnes. Men på en hustrig dag er det også mange fluer som tar seg en tur inn til midten av parabolblomstene for å tine litt opp igjen. Den vakre reinrosa er også en typisk parabolblomst, forteller Høiland.

– For ikke å snakke om Svalbard-valmuen! Den blomstrer jo mens sola er oppe hele døgnet, og forskerne på Svalbard har påvist at den dreier parabolen sin etter sola gjennom alle døgnets 24 timer. Det er jo helt fantastisk! tilføyer han.

En evolusjonær suksesshistorie

Alle disse fantastiske tilpasningene forteller oss at blomsterplantenes «outsourcing» av sitt eget seksualliv er en evolusjonær suksesshistorie, understreker professor Høiland. Den kjønnede forplantningen i seg selv var en suksess allerede for over en milliard år siden, fordi den fører til blanding av genmateriale på en måte som skaper variasjon og gir artene større evne til å overleve miljømessige forandringer.

Men da blomstene og insektene begynte å samarbeide, oppnådde begge gruppene store fordeler som ga evolusjonen mer å spille på. Vi kaller det for ko-evolusjon (sam-evolusjon), der den ene parten følger den andres evolusjon slik at begge har fordel av det. Insektene kunne samle mer næring på kortere tid, og dermed kunne de få flere barn. Blomsterplantene på sin side kunne utveksle gener på en mer effektiv og treffsikker måte, slik at også disse artene kunne få et overtak i kampen for tilværelsen.

Resultatet er det store artsmangfoldet vi har blant både «blomstene og biene» i våre dager, og så er det en tilleggsbonus at vi kan vandre blant vakre og fargesprakende blomsterenger – eller oppdage spennende røverhistorier når vi tar en nærmere titt på blomsterplanter som har noe spennende å fortelle.

Kontakt:

Professor emeritus Klaus Høiland, Institutt for biovitenskap

Les mer på Titan:

– Evolusjonens feilskjær motbeviser teorien om intelligent design

– Naturen er en gratis, verdifull og bivirkningsfri lykkepille

Det summer i jungelen

Insektmidler er bare én av mange trusler mot humlene

Du grønne, glitrende, kravlende og krypende ...

Energimotoren i cellene våre stammer fra bakterier

Mystisk organisme på 8 meter kan være en sopp

Professor Klaus Høiland ble tildelt Bonnevieprisen. Publisert 8. november 2016Med sopp i tankene på jobb og i fritiden