Придирчивость может расширить доступ к генетическому разнообразию и, таким образом, дать растениям конкурентное преимущество перед своими соседями, но есть риск, говорят исследователи. Если количество предпочтительных опылителей по какой-либо причине снизится, растения не смогут так легко размножаться, а также могут прийти в упадок.Эти результаты связаны с открытием, что эффектные красные и желтые цветы Heliconia Tortuosa, экзотического тропического растения, узнают некоторых колибри по тому, как птицы потягивают нектар цветов. Растения отвечают, позволяя пыльце прорасти, что в конечном итоге увеличивает шансы на успешное формирование семян.
Исследователи из Университета штата Орегон и Смитсоновского института объявили о своих результатах в выпуске на этой неделе профессионального журнала Proceedings of the National Academy of Sciences. «Насколько нам известно, эти результаты являются первым доказательством распознавания опылителей в растениях», — писали они.Ведущим автором является Мэтт Беттс, доцент Лесного колледжа Университета штата Орегон.
Соавторами являются Адам С. Хэдли из штата Орегон и У. Джон Кресс из Смитсоновского института. Национальный научный фонд оказал поддержку исследованиям.
В экспериментах на биологической станции Лас-Крусес в Коста-Рике Беттс и Хэдли начали с попытки опыления растений Heliconia вручную. Хотя такие методы обычно используются при размножении растений, исследователи были озадачены их безуспешностью. Итак, в вольере, известном как вольер, они выставили Heliconia на шесть видов колибри и бабочки.
Команда обнаружила, что два типа хаммеров — фиолетовые саблевидные и зеленые отшельники — достигли более 80 процентов успеха в удобрении растений.Контролируя источники пыльцы, исследователи исключили возможность того, что оплодотворение могло быть объяснено конкретными птицами, несущими пыльцу более высокого качества.«Те, которые его включали, как правило, имели длинные изогнутые купюры, которые могли достигать нектара», — сказал Беттс, который работает в Департаменте лесных экосистем и общества ОГУ. «Те, кто не мог его включить, имели более короткие купюры и не могли получить столько нектара».
Изменив свои методы ручного опыления, чтобы имитировать птиц, добывающих нектар, исследователи смогли добиться аналогичного успеха в удобрении растений. «Это замкнуло петлю в механизме», — сказал Беттс.Два наиболее эффективных вида колибри имели еще одну общую характеристику: по сравнению с пятью другими видами они имели тенденцию более широко путешествовать по ландшафту. Исследователи выдвинули гипотезу, что, поскольку виды, обитающие на большом расстоянии, как правило, собирают пыльцу с более отдаленных растений, пыльца будет демонстрировать большее генетическое разнообразие и повысит конкурентоспособность растений.
Авторы писали, что пыльца с близлежащих растений могла поступать от близких родственников и, таким образом, уменьшила генетическое разнообразие.«Этот механизм, возможно, эволюционировал, чтобы позволить растению отделять опылителей, которые могут нести пыльцу высокого качества, от тех, кто несет пыльцу некачественного качества», — добавил Беттс. "Это большая экономия энергии. Если вы потрудитесь создать семя и плод каждый раз, когда получаете пыльцу, это большие затраты энергии; вы можете делать семя из генов своих братьев и сестер. Если вы делаете семя или плод только из удаленная высококачественная пыльца, это может быть адаптивным преимуществом ».
Примеры совместной эволюции растений и опылителей известны со времен Чарльза Дарвина, но механизмы, лежащие в основе этих сетей, плохо изучены. Возможно, сказал Беттс, в тропических лесах могут быть и другие примеры распознавания опылителей.«Сейчас хорошо известно, что высокая когнитивная способность многих позвоночных опылителей позволяет им распознавать определенные виды цветов и специализироваться на них», — писали он и его соавторы. «Растущее количество исследований показывает, что растения также могут проявлять сложное поведение при принятии решений».Беттс в течение шести лет проводил исследования в Лас-Крусес.
По его словам, результаты этого и других исследований, проведенных там, предполагают, что целостность этих экосистем может зависеть от поддержания коридоров, способствующих перемещению и выживанию опылителей. В некоторых районах тропические леса были разбиты на более мелкие фрагменты по мере развития и развития сельского хозяйства.
«Нам нужно быть более осторожными в том, как мы управляем ландшафтами, чтобы поддерживать перемещение и появление этих ключевых видов», — сказал он. «Мы знаем, что если мы сделаем коридоры, соединяющие участки, если у нас будут большие участки тропических лесов, эти виды будут сохранены, и это растение и его опылители будут намного лучше».