Экологическое правило для животных применимо и к цветам
В 1833 году Константин Вильгельм Ламберт Глогер сформулировал ключевое наблюдение: теплокровные животные, живущие ближе к экватору, как правило, имеют более интенсивную пигментацию или темнее. Вероятно, он не осознавал, в какой степени изменится климат в следующие 200 лет.
На этой неделе исследователи из Университета Питтсбурга Мэтью Коски и Тиа-Линн Эшман доказали, что описанное немецким зоологом Глогером явление существует и среди цветов. Их статья «Узоры цветочной пигментации — пример правила Глогера у растений» была опубликована 8 января в первом выпуске нового журнала Nature — Nature Plants. По словам Коски и Эшман, это открытие расширяет понимание биологических реакций на глобальное изменение климата.
Одна из причин, по которой исследователи не искали доказательств правила Глогера для цветов, заключается в том, что опылители, такие как пчелы, видят не то, что видим мы. Они воспринимают как видимый, так и ультрафиолетовый (УФ) диапазон. То, что человеку кажется ярко-желтым, для пчелы может выглядеть темным или иметь узор.
Ведущий автор Коски работает над докторской диссертацией в лаборатории Эшман на кафедре биологических наук. Эшман, старший автор, — профессор и заместитель заведующего кафедрой. Коски сообщил, что они с Эшман изучали цветки растения Argentina anserina (семейство Розовые) вдоль четырех линий широты — трех в Северном и одной в Южном полушарии.
С помощью УФ-визуализации пара исследовала «бычьи глаза» в центрах цветков (которые выглядят темными для опылителей) и обнаружила, что они крупнее у растений, растущих ближе к экватору. Более крупные «бычьи глаза», объясняет Коски, связаны с более высоким уровнем ультрафиолетового света, который интенсивнее вблизи экватора.
Затем Коски и Эшман выдвинули гипотезу, что более крупные «бычьи глаза» поглощают больше УФ-излучения, выполняя защитную функцию, поскольку известно, что высокие уровни УФ-света повреждают ДНК. В своем исследовании они подтвердили, что интенсивное УФ-излучение снижает жизнеспособность пыльцы (гамет) у Argentina anserina.
Можно предположить, что по мере увеличения уровня УФ-излучения в крайних северных и южных широтах из-за истощения озонового слоя, цветам, растущим дальше от экватора, вероятно, придется эволюционировать, развивая полезные для выживания черты, такие как более крупные поглощающие УФ-свет «бычьи глаза». Однако это может иметь свою цену: более крупные «бычьи глаза» скрывают «сладкую серединку» цветка, где находятся пыльца и нектар, делая его менее привлекательной мишенью для опылителей.
«Весна наступает раньше, и растения с опылителями больше не синхронизированы, — говорит Эшман. — Возросшее ультрафиолетовое излучение вызывает такие же нарушения».