Секретное оружие миндального дерева

Нектар миндального дерева содержит необычный и опасный яд. Это единственное известное растение, у которого этот яд присутствует в нектаре цветов. Исследование, проведённое в Хайфском университете, показало, что пчёл таинственным образом привлекает это токсичное вещество.

Разработало ли миндальное дерево уникальный способ привлечения потенциальных опылителей? Группа исследователей из Департамента экологической и эволюционной биологии и Департамента научного образования Хайфского университета-Ораним предполагает, что токсин под названием амигдалин, содержащийся в нектаре миндаля, на самом деле является эволюционным приспособлением, призванным дать этому дереву преимущество перед другими растениями в его окружении.

Предыдущие исследования уже показали, что амигдалин содержится в миндальном нектаре в концентрации 4–10 миллиграммов на литр. Также известно, что миндальное дерево — единственное растение, у которого этот токсин есть в цветочном нектаре; фактически, подрод дерева классифицируется как Amygdalus, по названию производимого им токсина. Для мелких млекопитающих это смертельное вещество, и поскольку оно высококонцентрировано в семенах незрелых диких горьких миндальных орехов, они также опасны для человека.

Группа исследователей под руководством профессора Идо Изхаки вместе с профессорами Гиди Нееманом и Моше Инбаром, а также доктором Натараджаном Сингаравеланом, исследовала, почему это растение производит такой мощный токсин — побочным продуктом которого является цианид — в своём нектаре. Они объясняют, что присутствие амигдалина в нектаре, казалось бы, несовместимо с его целью привлекать насекомых к цветку для получения пищи и опыления, тем самым способствуя размножению растения.

Исследователи подвергли медоносных пчёл воздействию чашек с нектаром, содержащим различные концентрации токсина, и чашки с нектаром без токсина. Команда сначала отслеживала четыре разные концентрации амигдалина, соответствующие естественному уровню токсина в миндальном нектаре: 2.5–10 мг/л. Второй эксперимент отслеживал уровни, значительно превышающие естественные: 5–50 мг/л. В обоих случаях и для каждого состава пчёлы предпочитали нектар, содержащий амигдалин, варианту без амигдалина.

«Сложно — а иногда и невозможно — определить механизмы эволюции, но вполне вероятно, что амигдалин вырабатывается в миндальном нектаре, чтобы дать миндальному дереву преимущество в размножении. Основываясь на наших наблюдениях, мы можем предположить, какие механизмы вступают в игру, чтобы амигдалин обеспечил это преимущество», — объясняет профессор Изхаки.

Например, хотя амигдалин ядовит для млекопитающих, он не ядовит для насекомых, таких как медоносная пчела, и даже производит стимулятор, привлекающий таких насекомых. Следовательно, возможно, растение производит его, чтобы привлечь потенциальных опылителей. Другая возможность заключается в том, что миндальное дерево развило это вещество в своём нектаре как форму фильтра: оно отпугивает «неспециализированных» опылителей, но даёт доступ «специалистам», которые выработали устойчивость к токсину, обеспечивая при этом эффективное опыление растения.

Исследовательская группа в сотрудничестве с доктором Малкой Халперн, доктором Йорамом Герчманом и аспирантами Светланой Фридман и Яной Герштейн в настоящее время изучает возможность существования дополнительного механизма: токсин в нектаре предотвращает заселение бактерий, которые могут испортить качество нектара и снизить его привлекательность для потенциальных опылителей, тем самым препятствуя шансам дерева на опыление.

«Опыляющих насекомых всегда не хватало, поэтому растениям пришлось разработать способы взять на себя инициативу в привлечении доступных, конкурируя с другими растениями. В противном случае они не смогут размножаться. Это больше, чем просто гипотеза: это очень практическая теория. По не до конца понятным причинам в мире наблюдается значительная нехватка пчёл. Всемирный дефицит доступных опылителей серьёзно вредит сельскому хозяйству и угрожает поставкам продукции для населения. В Калифорнии есть огромные миндальные рощи, которые без пчёл не будут плодоносить. Из-за нехватки пчёл калифорнийские фермеры, выращивающие миндаль, вынуждены импортировать — даже из таких отдалённых мест, как Австралия — грузовики с ульями во время сезона цветения миндаля, чтобы обеспечить опыление», — заявил профессор Изхаки.