Размер луковицы имеет значение: эволюция «выживальщиков» растительного мира

Ботаник Коди Койоти Ховард сравнивает луковицы с подземными бункерами, запасающими ресурсы. Это позволяет растениям пережидать неблагоприятные условия и быстро прорастать, когда среда становится подходящей.

Чем крупнее луковица, тем больше запас питательных веществ. Но размер луковиц сильно варьируется даже среди родственных видов — от едва заметного органа у шнитт-лука до луковицы репчатого лука размером с мяч. Ховард исследовал причины этого.

Его работа стала одним из первых исследований эволюции и экологии размера луковиц. Проанализировав более 2500 гербарных образцов 115 видов, он обнаружил два диапазона «оптимального» диаметра луковицы (около 2 см и 4,5 см), которые, вероятно, сформированы естественным отбором.

Также выяснилось, что крупные луковицы чаще встречаются у растений из тёплых и стабильных климатических зон. Возможно, потому что для накопления ресурсов в большем «бункере» требуются длительные благоприятные условия.

Почему это важно? Размер луковицы критичен для выживания растения, а также является ключевым признаком в садоводстве и сельском хозяйстве (например, у чеснока и лука). Цветение часто наступает только при достижении луковицей определённого размера.

«Если мы поймём эволюцию, стоящую за вариацией размера луковицы, возможно, мы сможем управлять этими настройками в свою пользу», — говорит Ховард.

Исследование было проведено виртуально, с использованием оцифрованных гербарных образцов из Global Biodiversity Information Facility (GBIF). Размеры измеряли в программе ImageJ, а анализ данных проводили в R.

Неожиданный вывод: невозможно предсказать размер луковицы по надземной части растения. Также растения, у которых листья и цветы появляются в разное время, как правило, имеют более крупные луковицы — вероятно, они полагаются на подземные запасы для цветения.

Авторы подчёркивают важность сбора полных образцов растений, включая подземные части (луковицы, клубни), для подобных исследований. Многие гербарные листы содержат только листья и цветы, что ограничивает анализ.

Исследование опубликовано в журнале Ecology and Evolution.