Предок ирисов, вероятно, имел пурпурные цветки, опыляемые насекомыми за нектар

Род Iris (ирис) цветковых растений, насчитывающий более 300 видов в северном полушарии, отличается большим разнообразием окраски цветков. Из-за скудной летописи окаменелостей точное время его происхождения неизвестно, но учёные полагают, что род существует всего несколько миллионов лет.

Исследователи из Тель-Авивского университета изучили факторы, влияющие на эволюционное разнообразие ирисов, уделив особое внимание эволюции цвета и морфологии цветка — ключевых признаков для привлечения опылителей.

Современные виды ирисов в основном обитают в (полу)пустынных или горных условиях. Их цветки имеют три вертикальных лепестка («штандарты») и три свисающих чашелистика («фолы»), которые могут быть разного цвета: тёмно-фиолетового, фиолетового, розового, жёлтого или белого. Нижняя часть цветка образует туннель для опыления. На фолах может присутствовать гребень («крест») или волосистая область («бородка»), которые, вероятно, служат ориентирами для опылителей, ведущими к нектару или пыльце. У некоторых видов на фолах есть тёмное «пятно», которое может играть роль в поддержании более высокой температуры внутри цветка.

Реконструкция предка

Исследование показало, что общий предок рода Iris, вероятно, имел:

От этой исходной точки началась быстрая эволюция, приведшая к сотням комбинаций цвета, размера и других характеристик цветка.

Методология и результаты

Учёные построили филогенетическое дерево на основе данных по шести генам (пять из хлоропласта и один из ядра) для 227 таксонов ирисов. Каждый таксон был оценён по 16 признакам, связанным с цветком, размножением, средой обитания и распространением.

Филогения в целом подтвердила существующую таксономию рода, разделённого на семь подродов.

Анализ показал, что многие признаки ирисов эволюционно лабильны:

  • Пятна на фолах неоднократно терялись и вновь приобретались.
  • Переходы между пурпурной и жёлтой окраской цветков были обычным явлением.
  • Бородка эволюционировала независимо как минимум три раза.
  • При преобладании насекомоопыления произошло как минимум два перехода к опылению птицами с последующими несколькими возвратами к насекомым.

Другие признаки, такие как система спаривания и способность производить нектар, оказались более эволюционно стабильными, с редкими переходами между состояниями.

Вывод

Результаты свидетельствуют, что опылители ответственны, по крайней мере частично, за эволюцию формы цветка ириса и продолжают играть важную роль в дивергенции видов этого рода.