Mistletoe ecophysiology: host–parasite interactions

Resumo

A erva-de-passarinho é uma planta com flores perenes altamente especializada, adaptada à vida parasitária em partes aéreas de seus hospedeiros. Em nossa discussão sobre as interações fisiológicas entre o parasita e o hospedeiro, concentramo-nos nas relações hídricas, na nutrição mineral e no efeito do vigor do hospedeiro. Quando a fotossíntese do hospedeiro é maior, o potencial hídrico do xilema do hospedeiro é mais negativo. Para manter um gradiente de fluxo e evitar o fechamento dos estômatos e a murcha, a erva-de-passarinho deve tolerar um potencial hídrico mais negativo do que o do hospedeiro. As folhas suculentas aumentam o armazenamento de água e permitem que as ervas-de-passarinho se reidratem antes que seus hospedeiros se reidratem. As infecções de ervas-de-passarinho podem interromper o sistema de controle estomático do hospedeiro, causando o fechamento precoce e oscilante dos estômatos do hospedeiro, diminuindo assim o ganho fotossintético do hospedeiro. A erva-de-passarinho não tem a absorção ativa de minerais de um sistema típico de raiz de planta e depende do haustório para se conectar com o hospedeiro para o fluxo essencialmente unidirecional de fotossintatos e nutrientes do hospedeiro para o parasita. As taxas de crescimento modestas, a tolerância, a suculência e a rápida renovação das folhas são alguns dos meios pelos quais o visco evita a deficiência ou o excesso de minerais. Propomos que as altas concentrações de alguns elementos móveis na erva-de-passarinho, em comparação com o hospedeiro, não resultam da absorção ativa, mas do acúmulo inevitável por um parasita que utiliza a seiva do floema do hospedeiro. A relação entre a condição do hospedeiro e o desempenho da erva-de-passarinho varia de acordo com a situação e com o tempo. Em alguns casos, o hospedeiro pode superar o visco, mas o status favorável do hospedeiro também pode acelerar o crescimento da ervas-de-passarinho. Uma melhor compreensão da interação ervas-de-passarinho-hospedeiro pode ser utilizada para melhorar o gerenciamento de plantações florestais infestadas para a produção de recursos, bem como para a conservação da biodiversidade e de espécies ameaçadas de extinção.

Abstract

Mistletoes are highly specialized perennial flowering plants adapted to parasitic life on aerial parts of their hosts. In our discussion on the physiological interactions between parasite and host, we focus on water relations, mineral nutrition, and the effect of host vigour. When host photosynthesis is greatest, the xylem water potential of the host is most negative. To maintain a flux gradient and avoid stomatal closure and wilting, the mistletoe must tolerate a more negative water potential than the host. Succulent leaves enhance water storage and allow mistletoes to rehydrate before their hosts rehydrate. Mistletoe infections may disrupt the host stomatal control system, causing early and oscillating closure of host stomata, thereby diminishing host photosynthetic gain. Mistletoes lack the active uptake of minerals of a typical plant root system and rely upon the haustorium to connect with the host for the essentially one-way flow of photosynthates and nutrients from host to parasite. Modest growth rates, tolerance, succulence, and rapid leaf turnover are some means by which mistletoes avoid mineral deficiency or excess. We propose high concentrations of some mobile elements in the mistletoe by comparison with the host result not from active uptake, but from the inevitable accumulation by a parasite that utilizes host phloem sap. The relationship between host condition and mistletoe performance varies by situation and over time. In some cases, the host can outgrow the mistletoe, but favorable host status can also accelerate mistletoe growth. A better understanding of the mistletoe–host interaction can be utilized in improved management of infested forest plantations for resource production as well as for conservation of biodiversity and endangered species.