Экологическая роль аромата фруктов
Фрукты — ценный источник пищи, богатый питательными веществами. Они часто привлекают яркой окраской и ароматом. Однако эволюционные силы, сформировавшие это разнообразие привлекательных признаков, до конца не ясны. В двух новых исследованиях учёные из Немецкого центра приматов и их международные коллеги показали, что аромат спелых фруктов может быть адаптацией, функция которой — привлекать приматов для поедания плодов и последующего распространения семян.
Неподвижные растения полагаются на позвоночных (приматов, птиц, летучих мышей) для распространения семян на большие расстояния. Мясистые плоды, как известно, эволюционировали, чтобы быть привлекательными для этих животных. В обмен на услуги по распространению семян они предоставляют питательную мякоть, богатую сахарами, жирами, белками, витаминами и минералами. Кроме того, многие плоды приобрели такие признаки, как яркая окраска, повышающие их заметность и привлекательность. Аромат фруктов, подобно цвету, может сигнализировать о спелости и качестве для распространителей семян, сильно полагающихся на обоняние. Однако до недавнего времени эта идея почти не изучалась.
Приматы как распространители семян
Приматы — одни из важнейших распространителей семян в тропических экосистемах. Долгое время их считали в основном визуальными животными с ограниченным использованием обоняния. Однако ряд исследований последних лет показал, что приматы обладают хорошо развитым обонянием. Следовательно, плоды, зависящие от услуг приматов по распространению семян, могли эволюционировать, чтобы «рекламировать» свою спелость и качество через аромат.
Аромат как сигнал спелости
Два недавних исследования под руководством учёных из Немецкого центра приматов в сотрудничестве с коллегами из Германии, Швеции и Мексики проверили эту гипотезу. Они впервые предоставили доказательства, что аромат фруктов может быть адаптацией, функцией которой является сигнализирование о спелости распространяющим семена приматам.
В одном исследовании группа изучила закономерности выделения запаха спелыми и незрелыми плодами. Образцы запахов собирали на полевой станции DPZ в сердце перуанского амазонского тропического леса. Результаты показали, что плоды, распространяемые приматами, склонны менять свой запаховый профиль при созревании, создавая уникальную и надёжную ароматическую сигнатуру, позволяющую приматам идентифицировать спелые фрукты. Напротив, плоды, распространяемые птицами (которые больше полагаются на зрение, чем на обоняние), не меняют свой запаховый профиль при созревании. В результате запахи спелых плодов, распространяемых птицами, очень похожи на запахи незрелых, и аромат не является надёжным индикатором спелости у этих видов. Тот факт, что существенное изменение запаха наблюдается только у плодов, распространяемых приматами, указывает, что это не побочный продукт созревания, характерный для всех мясистых плодов, а признак, присутствующий только у тех плодов, чей основной распространитель семян, вероятно, использует запах для идентификации спелости.
Обезьяны определяют спелые фрукты по запаху
Соответственно, второе исследование попыталось изучить, насколько хорошо приматы могут «работать» с этими запаховыми сигналами. Учёные создали несколько синтетических запаховых смесей, имитирующих ароматы спелых и незрелых фруктов, а также плодов разной степени зрелости. Затем они провели эксперименты с паукообразными обезьянами — видом, специализирующимся на спелых фруктах и распространяющим семена многих растений. Эксперименты проверяли, могут ли паукообразные обезьяны различать запахи спелых фруктов и либо незрелых, либо частично незрелых плодов. Результаты были однозначны: паукообразные обезьяны отлично справились с задачей. Они легко различали запахи и неоднократно использовали эту способность для успешного поиска награды. Эти результаты подтверждают, что паукообразные обезьяны способны полагаться на запахи, выделяемые фруктами, чтобы определить их спелость. Более того, они могут делать это даже тогда, когда запах незрелых плодов становится всё более похожим на запах спелых. Таким образом, запах фруктов является надёжным сигналом, позволяющим паукообразным обезьянам идентифицировать спелые плоды.
«В совокупности наши исследования впервые демонстрируют, что приятный аромат, характерный для многих спелых фруктов, может иметь важную экологическую функцию — опосредовать коммуникацию между растениями и распространяющими их семена приматами, — говорит Омер Нево, ведущий автор обеих публикаций. — Приматы получают выгоду от способности легко и надёжно определять спелые фрукты. В ответ растения получают селективное преимущество, производя ароматные плоды, которые привлекают приматов и способствуют распространению семян».