Опыление птицами может быть полезным

Почему в ходе эволюции некоторые виды растений сменили опылителей? Международная группа исследователей из Боннского и Сианьского университетов Цзяотун-Ливерпуль Сучжоу (Китай) изучила репродуктивные системы трех пар сестринских видов, где один вид опыляется насекомыми, а другой – колибри. Были обнаружены механизмы, объясняющие переход от опыления насекомыми к опылению ми. Исследование опубликовано в журнале Экология и эволюция.


Различные стратегии развились в опылении цветковых растений. Играет роль частота и эффективность посещения цветка. Здесь есть большие различия между различными группами животных. Во всем мире насекомые, особенно пчелы, являются наиболее распространенными опылителями. Пчелы обычно имеют довольно небольшой диапазон активности, в то время как другие группы опылителей, такие как колибри, летают на гораздо большие расстояния. «Ранее предполагалось, что растения переключают свою группу опылителей с пчел на колибри, когда активность и, следовательно, эффективность опыления пчел слишком низки или слишком непредсказуемы, например, в высокогорье», — говорит доктор Стефан Абрахамчик из Института Ниса. Биоразнообразие растений в Боннском университете. Например, в облачных лесах тропических высоких гор часто бывает слишком влажно или слишком холодно для многих пчел.

Но почему в регионах с высоким разнообразием и обилием пчел есть растения, которые, тем не менее, переключились на колибри, летучих мышей или даже на мелких наземных млекопитающих, таких как мыши, лемуры или медовые опоссумы? В текущем исследовании доктор Абрахамчик и его коллеги показали, что причины эволюционного переключения групп опылителей гораздо сложнее, чем предполагалось ранее. Когда два новых вида возникают из одного исходного вида в процессе эволюции, например, из-за того, что их ареал разделен складчатостью гор или ледниковым периодом, два вновь образовавшихся вида называются парой сестринских видов.

Исследователи проанализировали три пары сестринских видов из разных семейств растений с точки зрения их репродуктивных стратегий. В каждом случае один сестринский вид опыляется колибри, а другой — пчелами. Все виды произошли от предков, опыляемых пчелами, и встречаются в районах Северной Америки, характеризующихся большим разнообразием и обилием пчел. С помощью серии экспериментов по опылению было обнаружено, что все виды, опыляемые колибри, имели значительно более высокую завязываемость семян, а семена имели значительно более высокую скорость прорастания, когда они были получены в результате опыления пыльцой другого растения того же вида.

«Из этих результатов мы можем сделать вывод, что опыление колибри развилось в популяциях видов, опыляемых пчелами, которые особенно зависят от перекрестного опыления, то есть не могут самоопыляться», — говорит доктор Абрахмамчик. Из-за их большего радиуса действия по сравнению с пчелами и их частых перемещений между разными особями растений одного и того же вида колибри могут опылять особенно растения, которые не самоопыляются, намного эффективнее, чем пчелы.

Пчелы часто посещают все открытые цветы на одном растении, прежде чем перелететь на другое. Поэтому пчелы в основном поощряют самоопыление. По сравнению с колибри у пчел есть еще один недостаток: они интенсивно ухаживают за собой во время полета и откладывают вычесанную пыльцу в свои пыльцевые корзинки, чтобы скормить ее своим личинкам. В результате лишь небольшая часть пыльцы достигает рыльца пестика и может оплодотворить семяпочки. Колибри, с другой стороны, не интересует пыльца.

«Эти недавно полученные данные можно также применить к эволюции других систем опыления, таких как опыление летучими мышами или мотыльками, с точки зрения их частоты и эффективности», — говорит доктор Абрахамчик. Эти результаты дают более глубокое представление об эволюции взаимодействия растений и опылителей. Они показывают, что для понимания эволюции систем опыления необходимо учитывать характеристики растений и опылителей.

Помимо Боннского университета, участвует Сианьский университет Цзяотун-Ливерпуль, Сзухоу (Китай).