Роль ароматических соединений в коэволюции летучих мышей и перцевых растений
Новое исследование в журнале Proceedings of the Royal Society B раскрывает ключевые механизмы коэволюции летучих мышей и растений рода Piper (перец) в Центральной Америке.
Гипотеза и методы
Учёные из Вашингтонского университета, музея Бёрка и Университета Стоуни-Брук проверили гипотезу синдрома диссеминации: эффективные распространители семян (фругиворы) могут отбирать признаки плодов (запах, цвет, размер), соответствующие их сенсорным способностям. Работа проводилась на биологической станции Ла-Сельва в Коста-Рике, где обитает более 50 видов Piper и три вида короткохвостых листоносых летучих мышей рода Carollia.
Исследователи:
- Собирали и анализировали летучие органические соединения (VOCs) зрелых плодов Piper.
- Изучали диету летучих мышей по фекальным образцам.
- Проводили поведенческие эксперименты, предлагая мышам незрелые плоды, обработанные ключевыми VOCs.
Результаты
- Химия запаха: В ароматах 22 видов Piper идентифицировано 249 VOCs. Некоторые соединения, например, альфа-кариофиллен (пряный запах корицы или гвоздики), были широко распространены. Другие, как 2-гептанол, встречались только у нескольких видов.
- Диета мышей: Все три вида Carollia потребляли много плодов лишь нескольких видов Piper и понемногу — многих других. Этот выбор не коррелировал с распространённостью растений.
- Поведенческие тесты: Летучие мыши явно предпочитали образцы с добавлением 2-гептанола — VOC, характерного для видов Piper, составляющих основу их рациона.
Выводы и значение
- Химические сигналы: Летучие мыши используют специфические компоненты аромата (например, 2-гептанол) для поиска не просто зрелых, но и предпочитаемых видов плодов.
- Эволюционная связь: Статистический анализ показал, что эволюционное разнообразие химического состава и наличие конкретных соединений в плодах Piper связаны с уровнем потребления их летучими мышами. Это свидетельствует о влиянии фругивории на эволюцию химии плодов.
- Консервационный аспект: Piper — пионерные растения на опушках и вырубках. Carollia, как ключевые распространители их семян, играют vital role в восстановлении лесов.
- Перспективы: Исследование открывает путь к изучению обонятельных рецепторов летучих мышей, отвечающих за детекцию этих VOCs, что позволит связать экологию коэволюции с её физиологическими механизмами.
Как отметила д-р Шарлин Сантана: «Эти химические сигналы, помогая растениям "общаться" с летучими мышами, вероятно, являются компонентом синдрома диссеминации». Д-р Лилиана Давалос добавила: «Обоняние — это мост между сигналом растения и потреблением плода летучей мышью».