Дарвин обожал орхидеи не просто так: ни у одного другого семейства растений нет такого зоопарка способов заставить насекомых, птиц и даже — да-да — грызунов работать на своё размножение. Спустя полтора века после его знаменитой книги про «ухищрения» орхидей международная команда ботаников (Экерман, Филлипс и коллеги) решила подвести итог: а что мы вообще знаем про опыление орхидей в масштабах всей планеты?

Для этого они собрали данные из 1211 научных публикаций и построили базу почти на 3000 видов орхидей (это все пять подсемейств и 23 из 24 триб семейства). Вот что получилось.

Большинство орхидей зависят от опылителей — и почти все они «сами с усами»

Растения бывают самосовместимыми (могут опылить сами себя) и самонесовместимыми (для завязывания семян им обязательно нужна «чужая» пыльца). У орхидей подавляющее большинство — самосовместимые виды: около 88%. При этом настоящих «одиночек», способных обходиться совсем без опылителей и оплодотворять себя сами, тоже немало — около 19% видов. Причём чаще это свойственно наземным орхидеям, а не эпифитам (тем, что растут на стволах деревьев) — у эпифитов самоопыление встречается реже.

Интересная деталь: способность к самоопылению без посторонней помощи чаще встречается у орхидей высоких широт, на островах и на границах ареала — там, где рассчитывать на опылителя рискованно. Это логично: если пчела или муха может не прилететь, а размножаться всё равно надо — растение подстраховывается.

Половина орхидей честно платит за опыление — а почти половина обманывает

Учёные разделили все стратегии привлечения опылителей на две большие группы: «награда» (nectar reward) и «обман» (deception).

С наградой всё просто. 54% изученных видов честно предлагают что-то взамен: чаще всего нектар (около половины «награждающих» видов), но также аромат, который самцы пчёл-эуглоссин собирают для брачных ритуалов, масла для строительства гнёзд, пыльцу, смолу и даже просто место для сна.

Пчела рода Euglossa — собирает ароматические вещества с цветка орхидеи задними лапками. Источник: Wikimedia Commons (коллекция Insects Unlocked)

А вот 46% видов — мошенники. И здесь есть три основных схемы:

  • Пищевой обман — самый распространённый (около 60% всех случаев обмана). Растение либо копирует внешность другого, действительно «дающего» награду вида по соседству, либо просто эксплуатирует врождённые пищевые предпочтения насекомых, ничего не предлагая взамен.
  • Сексуальный обман — примерно 38% случаев. Цветок имитирует самку насекомого — визуально, на ощупь и по запаху — да так убедительно, что самцы пытаются с ним спариться. Речь идёт не только о пчёлах и осах: в список одураченных попали грибные комарики, мухи-тахины и даже жуки нескольких семейств.
  • Обман через место для потомства — самый редкий вариант (всего около 1% случаев), когда цветок маскируется под гриб, падаль или подходящее место для яйцекладки, чтобы привлечь самок мух.
Ophrys apifera — орхидея, чей цветок мимикрирует под самку пчелы. Фото: Martin Dawes / Wikimedia Commons, CC BY-SA 2.0

Любопытно, что распределение этих стратегий сильно зависит от географии. В Европе и Австралазии больше всего случаев именно сексуального обмана, а в тропиках преобладают награда и пищевой обман. И ещё: обман — стратегия в основном наземных орхидей, а вот эпифиты чаще честно платят нектаром или ароматом.

У орхидей на удивление узкая специализация

Возможно, самый неожиданный вывод исследования: медианное число видов-опылителей на один вид орхидеи — всего один. То есть типичная орхидея делает ставку не на «кого угодно», а на одного конкретного партнёра.

Правда, есть и суперуниверсалы-исключения — например, гнездовка яйцевидная (Neottia ovata), которую опыляют аж 162 разных вида насекомых из 34 семейств. Но это скорее аномалия, чем правило.

Зависимость такая: если орхидея честно предлагает нектар — у неё в среднем больше видов-опылителей (потому что нектар привлекает многих). А если она использует сексуальный обман — почти всегда это работает только с одним конкретным видом-«жертвой», потому что имитация должна быть очень точной.

Наземные орхидеи в среднем более «всеядны» по опылителям, чем эпифиты — у последних специализация выражена сильнее.

Кто опыляет орхидеи чаще всего

По количеству реальных наблюдений на первом месте пчёлы и осы (перепончатокрылые) — они работают со всеми пятью подсемействами орхидей. Но если пересчитать не просто наблюдения, а прикинуть на все виды орхидей вообще (включая неизученные), то мухи (двукрылые) выходят чуть ли не вровень с пчёлами — просто их роль сильно недооценена, потому что муху-опылителя куда сложнее наблюдать и определить, чем пчелу.

Бабочки и мотыльки суммарно опыляют около 8% орхидей, жуки — около 4%, птицы (в основном колибри) — около 3,5%. А в категорию «прочее» попали совсем экзотические опылители — трипсы, кузнечики, пауки и даже отдельные виды грызунов и ящериц, которые, как выяснилось, тоже иногда переносят пыльцу орхидей.

https://www.fs.usda.gov/wildflowers/pollinators/documents/orchids_hummingbirds.pdf

Почему это важно не только учёным

Авторы прямо говорят: узкая специализация по одному-единственному опылителю — это не просто красивый эволюционный трюк, а серьёзный фактор риска для сохранения видов. Если орхидея зависит от одного вида насекомого, а этот вид по какой-то причине исчезает из региона — растение теряет возможность размножаться половым путём вообще.

Ещё исследование честно признаёт огромные пробелы в знаниях: тропические орхидеи (особенно в Африке, Южной Америке и Тропической Азии) изучены гораздо хуже, чем орхидеи Европы и Северной Америки — просто потому, что учёных в тропических регионах меньше, а сами растения (особенно эпифиты) труднее наблюдать.

Материал — сокращённый и адаптированный пересказ научной статьи (не дословный перевод):

Ackerman J.D., Phillips R.D., Tremblay R.L., Karremans A., Reiter N., Peter C.I., Bogarín D., Pérez-Escobar O.A., Liu H. Beyond the various contrivances by which orchids are pollinated: global patterns in orchid pollination biology // Botanical Journal of the Linnean Society. — 2023. — Vol. 202(3). — P. 295–324. DOI: 10.1093/botlinnean/boac082