Колибри способствовали эволюции тысяч тропических цветов

Фото из открытых источников

Допустим, два курьера переносят одну и ту же пыльцу с одного цветка на другой. Первая отличается чрезмерной осторожностью. Она собирает каждое зернышко пыльцы, аккуратно прижимает его к телу и большую часть уносит домой. Второй же зарывается в цветок, чтобы отпить нектара, случайно покрывается пыльцой и мчится к следующему, разбрасывая по пути пыльцевые зернышки. А теперь угадайте, какой курьер доставляет больше пыльцы туда, куда нужно.

Новое исследование, проведенное учеными-ботаниками из Калифорнийского университета в Санта-Крузе (UCSC), показало, что колибри, являющаяся неряшливым курьером, — лучший опылитель. Результаты исследования опубликованы в журнале New Phytologist.

Эта одна особенность может помочь разгадать загадку, над которой ботаники ломали голову десятилетиями.

По мере подъема в тропические горы Центральной и Южной Америки цветы начинают менять свой цвет. В нижней части цветки имеют широкую форму и приятный аромат, что привлекает пчел. Выше они превращаются в узкие, красочные трубчатые соцветия, которые лучше подходят для колибри.

Долгие годы учёные считали, что это происходит потому, что пчёлы не могут справиться с холодными и влажными условиями горных туманных лесов. Они полагали, что растениям на больших высотах приходится больше зависеть от колибри.

Но когда исследователи из Калифорнийского университета в Санта-Крузе изучали цветы в Коста-Рике, они обнаружили, что пчелы там по-прежнему присутствуют. Даже в прохладных, туманных облачных лесах пчелы продолжали посещать цветы.

Это показало, что переход к опылению колибри произошел не просто из-за исчезновения пчел.

«Пчелы по-прежнему были там и посещали цветы, даже в туманном лесу», — сказала соавтор исследования профессор Кэтлин Кей из Калифорнийского университета в Санта-Крузе. «Изменилось то, что колибри стали еще важнее — не потому, что пчелы исчезли, а потому, что колибри стали более эффективными и активными на больших высотах».

Так почему же, если пчёлы никуда не улетали, горные цветы постоянно превращаются в птиц? Всё сводится к понятному нам всем различию: присутствие — это не то же самое, что выполнение работы.

Исследовательская группа сосредоточила внимание на двух близких родственниках: низинном имбире, опыляемом пчелами, и горном имбире, опыляемом колибри, называемой зеленым отшельником.

Они установили камеры, срабатывающие от движения, и снимали цветы в течение сотен часов, затем сели за микроскоп и подсчитали, зернышко за зернышком, сколько пыльцы оставил каждый посетитель.

Пчёлы одержали победу благодаря своей настойчивости, прилетая около семи раз в день против двух у колибри. Но каждый раз, когда птица прилетала, она доставляла почти вдвое больше пыльцы. Колибри вырывается вперед с большим запасом места. Пчела, несмотря на плотный график, не смогла справиться с тяжелым грузом, добытым птицей.

Пчела целенаправленно собирает пыльцу, чтобы кормить своих детенышей, поэтому большая часть собранной пыльцы предназначена для гнезда, а не для другого цветка. Колибри совершенно безразлична пыльца. Ей нужен нектар, а пыльца — это просто пыль, которую она не удосуживается стереть.

«В отличие от пчел, которые собирают пыльцу со своего тела, чтобы прокормить потомство, колибри сосредоточены на нектаре и в итоге переносят больше пыльцы с цветка на цветок», — сказала Кей.

Поскольку птица никогда не убирает за собой, она переносит эти зерна дальше и делится ими с гораздо большим количеством цветов.

Смена опылителей не меняет цветок, а перестраивает его.

Модель пчелы большая и светлая, с широким выступом, который служит и посадочной площадкой, нарисованными линиями, направляющими насекомое внутрь, и запахом, манящим внутрь.

Модель колибри почти полностью отбрасывает все эти черты. Она становится меньше и изящнее, теряет свой аромат и превращается в трубку, предназначенную для парящего клюва, которому не нужно место для посадки.

Такое изменение дизайна затрагивает не только внешний вид цветка. Как только растение начинает активно привлекать колибри, оно перестает обмениваться пыльцой со своими родственниками, любящими пчел, и со временем эти два вида становятся отдельными.

«Изменения в опылении могут способствовать появлению новых видов, поскольку цветы, адаптированные к разным опылителям, могут оказаться репродуктивно изолированными друг от друга», — сказал соавтор исследования Педро Хуарес из Лундского университета в Швеции. «Эти эволюционные переходы многократно происходили у цветковых растений и помогают объяснить удивительное разнообразие цветов».

Примечательно, насколько мало потребовалось для изменения хода эволюции. Пчелы никуда не исчезли, и для этого не потребовалось никаких серьезных экологических потрясений. Небольшого преимущества в эффективности опыления оказалось достаточно, чтобы направить целую линию цветков в новое русло. В природе, как оказалось, небольшое преимущество может перерасти в нечто значительное.