Жужжащие звуки опылителей заставляют растения увеличивать производство нектара

Фото из открытых источников

Посетители цветов, включая опылителей, производят характерные звуки посредством хлопающих движений крыльев во время полета. Эти звуки могут предоставлять ключевую информацию цветковым растениям, потенциально влияя на распределение их ресурсов для привлечения опылителей, тем самым влияя на их приспособленность. 

В новом исследовании профессор Туринского университета Франческа Барберо и ее коллеги исследовали акустические свойства воздушных звуков, генерируемых путем записи различных летающих посетителей цветов львиного зева (Antirrhinum sp.) в поле. Их результаты показывают, что различные формы поведения при полете, такие как зависание, приземление и взлет, создают уникальные акустические сигнатуры. Кроме того, растения демонстрируют реакции на виброакустические стимулы от опылителей, что предполагает потенциально адаптивные реакции.

Когда опылители посещают цветы, они издают разнообразные характерные звуки: от хлопанья крыльев во время зависания до приземления и взлета.

Однако эти звуки чрезвычайно малы по сравнению с другими вибрациями и акустикой жизни насекомых, из-за чего исследователи упускают из виду акустические сигналы этих насекомых, часто связанные с жужжанием крыльев и тела.

Профессор Барберо и соавторы изучали эти сигналы, чтобы разработать неинвазивные и эффективные методы мониторинга сообществ опылителей и их влияния на биологию и экологию растений.

«Совместная эволюция растений и опылителей изучалась в первую очередь путем оценки производства и восприятия визуальных и обонятельных сигналов, хотя появляется все больше доказательств того, что и насекомые, и растения могут ощущать и производить или передавать виброакустические сигналы», — сказала Барберо.

Авторы исследования проигрывали записи жужжащих звуков, издаваемых пятнистыми красными смоляными пчелами (Rhodanthidium sticticum), вблизи растущих растений львиного зева, чтобы проследить за реакцией цветов.

Они обнаружили, что звуки пчел, которые являются эффективными опылителями львиного зева, заставляют львиный зев увеличивать объем сахара и нектара и даже изменять экспрессию генов, которые управляют транспортировкой сахара и выработкой нектара.

Реакция цветов может представлять собой стратегию выживания и коэволюции, особенно если растения могут влиять на время, которое опылители проводят внутри своих цветов, чтобы повысить их преданность.

«Способность различать приближающихся опылителей на основе их отличительных виброакустических сигналов может быть адаптивной стратегией для растений», — сказала Барберо. «Реагируя на свой собственный виброакустический сигнал — например, сигнал эффективного опылителя — растения могут улучшить свой репродуктивный успех, если их реакция приведет к изменениям в поведении опылителей».

Хотя очевидно, что жужжащие звуки могут вызывать реакцию растений, менее ясно, может ли акустика растений также влиять на поведение насекомых — например, могут ли звуки растений привлекать подходящих опылителей.

«Если эта реакция насекомых подтвердится, звуки можно будет использовать для обработки экономически значимых растений и культур, а также для повышения привлекательности их опылителей», — сказала Барберо.

Команда проводит постоянный анализ, сравнивая реакцию львиного зева с реакцией других опылителей и похитителей нектара.

«Множество способов, которыми растения могут воспринимать как биотические факторы, такие как полезные и вредные насекомые, другие соседние растения, так и абиотические сигналы, как температура, засуха и ветер в их окружении, поистине поразительны», — сказала профессор Барберо.