Люпин серебристый (Lupinus argenteus) — многолетнее травянистое растение семейства бобовых, характерное для горных лугов запада Северной Америки. У него, как у многих бобовых, цветки собраны в плотные соцветия-кисти, и растение вознаграждает опылителей не нектаром, а пыльцой.
Ботаник Дэвид Гори из Вашингтонского университета обратил внимание на одну деталь в биологии этого вида, которая на первый взгляд выглядит эволюционно нелогичной. У большинства растений отцветший, уже неспособный к опылению цветок довольно быстро сбрасывается — держать его на себе дальше бессмысленно и даже вредно, ведь он занимает место и ресурсы. Но люпин серебристый поступает иначе.
Что происходит с цветком после опыления
Когда цветок люпина раскрывается, пятно на его верхнем «парусном» лепестке (баннере) окрашено в жёлтый цвет. Примерно через четыре дня — после того как пыльца в цветке уже стала нежизнеспособной, а рыльце пестика перестало воспринимать пыльцу извне, то есть цветок фактически утратил свою функцию, — это пятно меняет окраску на фиолетовую. И вместо того чтобы опасть, такой «отработанный» фиолетовый цветок остаётся на растении ещё 5–7 дней, прежде чем окончательно отвалиться.
Опылители — в первую очередь шмели — быстро научились отличать эти два состояния: фиолетовые цветки они избегают, продолжая посещать только жёлтые, всё ещё содержащие пыльцу. Логика шмеля понятна: зачем тратить время на цветок, где награды заведомо меньше.
Парадокс, который заинтересовал исследователя
Именно здесь и возникает вопрос, вынесенный в заголовок оригинальной статьи: если шмели всё равно избегают фиолетовых цветков, зачем растению вообще держать их на себе и «афишировать» их местоположение вместо того, чтобы просто сбросить и не привлекать к ним лишнего внимания?
Гори выдвинул гипотезу, что дело не в отдельном цветке, а в целом соцветии. Даже нефункциональные, фиолетовые цветки могут работать на пользу растению — увеличивая общий видимый размер соцветия и тем самым делая всё растение более заметным и привлекательным для опылителей издалека. Это явление в опылительной экологии иногда называют «эффектом рекламного щита» (billboard effect): чем крупнее и заметнее выглядит всё соцветие целиком, тем больше шансов, что пролетающий мимо шмель вообще обратит на него внимание и подлетит поближе — а уже вблизи разберётся, какие конкретно цветки стоит посещать.
Эксперимент: что будет, если убрать «бесполезные» цветки
Чтобы проверить эту идею, Гори провёл прямой полевой эксперимент: он экспериментально удалял с растений разное количество отцветших фиолетовых цветков и смотрел, как это скажется на посещаемости растения опылителями.
Результаты подтвердили гипотезу «рекламного щита». Оказалось, что шмели предпочитали подлетать и кормиться именно на тех растениях, у которых было больше цветков в соцветии в целом — независимо от того, сколько из них было жёлтыми (рабочими), а сколько фиолетовыми (отработанными). При этом на расстоянии больше 40 сантиметров шмели попросту не различали жёлтые и фиолетовые цветки между собой — то есть издалека всё соцветие воспринималось просто как один крупный, привлекательный визуальный объект, и его размер (а не состав) определял, подлетит опылитель или нет.
А вот вблизи, уже непосредственно на цветке или рядом с ним, картина менялась: здесь шмели прекрасно различали цвет и целенаправленно выбирали для кормления именно жёлтые, всё ещё содержащие пыльцу цветки, избегая фиолетовых.
Как это всё складывается вместе
Получается изящная двухуровневая стратегия опыления. На дальней дистанции работает грубый, но эффективный сигнал: «здесь много цветков — стоит подлететь», и в этом отработанные фиолетовые цветки участвуют наравне с рабочими жёлтыми, просто увеличивая общий видимый объём соцветия. А уже на близкой дистанции включается тонкая цветовая дискриминация: опылитель сам разбирается, где именно есть смысл задерживаться и кормиться, а где нет.
Таким образом, растению выгодно держать отцветшие цветки на себе и даже «подсвечивать» их сменой окраски — не потому, что оно пытается обмануть опылителя вблизи (это как раз не работает и не нужно), а потому, что издалека каждый дополнительный цветок, даже нефункциональный, работает на общую привлекательность всего растения как единого рекламного «щита».
Почему это важно
Работа Гори стала одним из классических примеров того, как смена окраски цветков после опыления — явление, встречающееся у сотен видов растений по всему миру, от бобовых до розоцветных, — может быть не просто побочным биохимическим эффектом старения тканей, а полноценной эволюционной стратегией, работающей одновременно на двух разных масштабах восприятия опылителя: дальнем и ближнем. Это исследование заложило основу для десятков последующих работ по смене цвета цветков у самых разных видов растений.
Материал — сокращённый и адаптированный пересказ научной статьи (не дословный перевод):
Gori D.F. Floral Color Change in Lupinus argenteus (Fabaceae): Why Should Plants Advertise the Location of Unrewarding Flowers to Pollinators? // Evolution. — 1989. — Vol. 43(4). — P. 870–881. DOI: 10.1111/j.1558-5646.1989.tb05184.x
Комментарии (0)
, чтобы оставить комментарий.