Мы с вами живем в чувственном мире — зрение, звук, прикосновение и вкус сочетаются друг с другом, чтобы дать нам представление о нашем окружении. Однако представьте, что вы воспринимаете мир как муху с мозгом размером с булавочную головку. Тем не менее, многим насекомым с крошечным мозгом удается делать именно то, что делаем мы, — распознавать такие объекты, как цветок или растение.
Группа Карин Нордстром из Университета Уппсалы, Швеция, и Университета Флиндерса, Австралия, и команда Шеннон Олссон из Национального центра биологических наук (NCBS) в Бангалоре, Индия, давно интересовались тем, как насекомые с их крошечными «мозг может распознавать такие объекты, как цветы. Теперь, благодаря совместной работе над журчалками, две команды нашли ответ.
Эти насекомые используют мультимодальный сенсорный механизм — другими словами, журчанкам требуется комбинация ключей, включая форму, размер, цвет и запах, — чтобы распознавать цветы в различных средах по всему миру.Результаты команд особенно важны в связи с нашим скудным знанием того, что привлекает в цветы диких насекомых-опылителей. Хотя по крайней мере 75% наших видов сельскохозяйственных культур зависят от деятельности диких опылителей, мало что известно об их предпочтениях в отношении цветов. Поскольку мировые популяции домашних пчел-опылителей сокращаются, для нас крайне важно понять факторы, которые привлекают к цветам диких опылителей, таких как журчалки, и то, как эти предпочтения различаются в условиях изменения окружающей среды.
Когда Олссон из NCBS связалась со своей давней подругой и сотрудницей Карин Нордстром из Уппсальского университета и Университета Флиндерса за помощью в идентификации вида журчалки, они мало что знали, что это станет началом крупного проекта.«Я был просто поражен, — говорит Нордстрем. «Этот экземпляр журчалки, собранный на высоте 4000 метров в Гималаях, принадлежит к тому же виду журчалки, Eristalis tenax, который также встречается в Швеции, Германии, США и Австралии», — добавляет она.«Большинство исследований опыления привязаны к климату или региону, поэтому трудно предсказать, актуальны ли предпочтения опылителей в отношении цветов, скажем, в Северной Америке, для Европы или Азии», — говорят Олссон и Нордстрем. «Поскольку мы изучали не только разные среды, но и разные континенты, наше исследование напрямую проверяет это предположение», — добавляют они.Работа исследователей началась со сбора данных о поведении журчалок в трех естественных средах обитания этих насекомых — тропическом Бангалоре, высокогорном Сиккиме и полудревесной Упсале.
Это помогло им собрать данные о характеристиках цветов, которые журчалки находили привлекательными, и тех, которые они считали непривлекательными. Затем из «статистического супа» всех своих выводов команда извлекла информацию об особенностях, которые журчалки находили наиболее привлекательными и менее привлекательными.
Используя результаты своего статистического анализа, исследователи затем смоделировали набор гипотетических цветов, привлекательность которых для журчалок затем была проверена в Бангалоре, Сиккиме и Упсале.Эксперименты с искусственными моделями показывают, что журчалки предпочитают определенные сочетания цветочных характеристик в определенных условиях. Например, цветочные модели маленьких синих моделей со специфическим запахом были очень привлекательны для журчалок в Бангалоре, но не в Сиккиме или в Уппсале.
«Это действительно важно», — говорит В.С. Прагадиш, студент лаборатории Олссона, принимавший участие в исследовании. «Это означает, что опылители имеют определенные предпочтения в отношении цветов в определенных местах.
Без этих сигналов журчалки могут не распознавать цветы как цветы», — говорит он.«Наши модели не были имитаторами цветов или приманками — они просто использовали комбинации сигналов, определенных в результате нашего анализа. Некоторые из наших искусственных цветов были привлекательными во всех средах, несмотря на то, что не имели вознаграждения или даже напоминали настоящий цветок», — говорит Нордстрем.
Роберт Рагузо, поведенческий эколог из Корнельского университета, не принимавший участия в этом исследовании, восхищен уникальным и творческим подходом, применяемым авторами к «интервьюированию» журчалок. «Я уважаю мультимодальный подход, использованный в этой статье, и хотел бы, чтобы он позволил провести аналогичные исследования, будь то с разными основными опылителями или с несколькими классами опылителей, которые находятся на одном и том же цветочном рынке», — добавляет он.Олссон и Нордстрем надеются продолжить свои исследования того, как журчалки и другие универсальные опылители воспринимают цветы, а также факторов, влияющих на предпочтения этих опылителей.
«Мы действительно хотели бы исследовать, как сетевые взаимодействия могут влиять на привлекательность цветов. Например, если поблизости много других цветов или много других опылителей, влияет ли это на привлекательные сигналы?» — спрашивает Нордстрем. «Как мозг кодирует цветочные объекты? Есть ли в мозге« цветочные нейроны »? Как журчалки понимают этот мультимодальный ввод?
Вот некоторые из вопросов, над которыми мы действительно хотели бы поработать», — добавляет она.Олссон добавляет, что их выводы могут иметь важное значение для разработки стратегий посадки, устойчивых к изменениям окружающей среды. «Мы действительно должны начать понимать опыление как глобальную экологическую услугу.
Многие насекомые можно найти по всему миру, и понимание их на разных континентах важно не только для нашей собственной продовольственной безопасности, но, я считаю, для будущего этой планеты», — она говорит.Работа, описанная в этой статье, будет опубликована в статье под названием «Моделирование на месте мультимодальных цветочных сигналов, привлекающих диких опылителей в разных средах», в журнале PNAS.