Как цветы используют аромат и нектар для управления опылителями и травоядными
Цветущие растения привлекают опылителей ароматом и вознаграждают их сладким нектаром. Однако некоторые опылители, например, табачный бражник Manduca sexta, после посещения цветов дикого табака Nicotiana attenuata откладывают яйца на его листья. Вылупившиеся прожорливые гусеницы могут погубить растение.
Учёные из Института химической экологии Макса Планка (Йена, Германия) впервые одновременно изучили влияние двух признаков цветка — аромата и нектара — на опылителей и травоядных.
Метод исследования
В полевых экспериментах использовались генетически модифицированные растения с помощью техники РНК-интерференции (RNAi):
- Растения, не производящие основной компонент аромата — бензилацетон.
- Растения, не выделяющие нектар.
- Растения, лишённые обоих признаков.
Ключевые результаты
- Влияние на перекрёстное опыление: Оба признака (аромат и нектар) увеличивали частоту посещений цветков тремя разными опылителями: бражником Manduca sexta, бражником Hyles lineata и колибри Archilochus alexandri. Это повышало уровень ауткроссинга (перекрёстного опыления), важного для генетического разнообразия.
- Влияние на откладку яиц: Оба признака влияли на откладку яиц самками Manduca sexta. Количество нектара оказалось даже более важным фактором, чем аромат, для решения самки отложить яйца. На растениях, выделяющих много нектара, находили больше яиц.
- Естественные вариации: В природных популяциях Nicotiana attenuata наблюдаются естественные вариации в производстве аромата и секреции нектара, включая растения, вообще не производящие нектар («обманщики»).
Выводы и значение
- Растения сталкиваются с дилеммой: привлечение опылителей одновременно привлекает и вредителей-гербиворов.
- Нектар может служить для бабочек индикатором размера или здоровья растения, что повышает шансы на выживание их потомства.
- Растения-«обманщики», не производящие нектар, могут получать выгоду от соседей, производящих нектар, и обманутых опылителей, при этом значительно снижая ущерб от травоядных.
- Эволюция признаков цветка (аромата и нектара) определяется совместным влиянием как опылителей, так и травоядных. Изучать эти признаки только в контексте опыления неполно.
Сочетание этих признаков требует тонкой настройки для максимизации приспособленности растения. Крупные бражники, такие как Manduca sexta, способны переносить пыльцу на большие расстояния, что важно для генетического обмена между изолированными природными популяциями дикого табака.
Исследование опубликовано в журнале eLife в июле 2015 года.