Глобальные биогеографические паттерны и корреляты долговечности цветка
Долговечность цветка — это продолжительность времени, в течение которого цветок остается открытым (от антезиса до увядания). Это один из важнейших репродуктивных признаков, определяющий возможности для распространения пыльцы, её захвата рыльцами, влияния на поведение опылителей и вероятность гейтоногамного самоопыления.
Долговечность цветка демонстрирует значительную вариацию — от нескольких часов до десятков дней, даже среди видов одного семейства, рода или одного вида в разных местах. Несмотря на интерес с конца XIX века, крупномасштабные географические закономерности долговечности цветка и её корреляты оставались малоизученными.
Исследователи из Kunming Institute of Botany (KIB/CAS) проанализировали опубликованные данные по долговечности цветка для 818 видов покрытосеменных из 134 семейств и 472 локаций по всему миру, чтобы выявить эти закономерности.
Ключевые результаты:
- Средняя долговечность среди всех изученных видов составила 4.5 дня.
- Диапазон вариации — от 2 часов (Heteracia szovitsii, Asteraceae) до 33 дней (Telipogon peruvianus, Orchidaceae) — 400-кратная разница.
- Признак показал значительный филогенетический сигнал: родственные виды имеют схожую продолжительность антезиса.
- Обнаружен сильный широтный градиент: средняя долговечность увеличивается от ~2 дней на экваторе до ~4.9 дней на 50° с.ш. и ~3.9 дней на 50° ю.ш.. Тренд сохраняется с учетом высоты над уровнем моря.
Взаимосвязи с биотическими и абиотическими факторами:
- Вопреки традиционным представлениям, не обнаружено
более долгой жизни у цветков:
- самонесовместимых видов (по сравнению с самосовместимыми),
- травянистых видов (по сравнению с древесными),
- видов, опыляемых беспозвоночными (по сравнению с опыляемыми позвоночными),
- видов с крупными цветками (по сравнению с мелкими).
- Для компонентов мужской и женской приспособленности:
- В регионах с высокой температурой, высокой солнечной радиацией и низкой доступностью воды долговечность цветка была значительно короче.
- При одновременном учете всех переменных значимое влияние оказывали только средняя температура сезона цветения и количество пыльцы на цветок.
Вывод:
Результаты свидетельствуют, что физиологические процессы, связанные с поддержанием цветка, играют ключевую роль в объяснении широтной вариации долговечности в глобальных экосистемах. Это имеет потенциальные последствия для понимания изменений долговечности цветка в условиях глобального изменения климата и распределения видов.
Исследование опубликовано в журнале New Phytologist под названием "Global analysis of floral longevity reveals latitudinal gradients and biotic and abiotic correlates".
