Впервые подтверждена гипотеза о происхождении опыления насекомыми

Международная группа исследователей впервые получила доказательства важной гипотезы об эволюции и разнообразии опыления животными. Гипотеза предполагает, что насекомые-вредители цветов в ходе эволюции могут превратиться в полезных опылителей — процесс, называемый «захватом антагониста».

Теория подтверждена на примере растения Syngonium hastiferum из семейства ароидных (Araceae) из Коста-Рики. Исследование выявило новую систему опыления и ранее неизвестное пахучее соединение цветка. Результаты опубликованы в журнале Current Biology.

Новый опылитель вместо вредителя

В то время как все другие изученные виды рода Syngonium опыляются ночными жуками, Syngonium hastiferum опыляется исключительно ранее неизвестным видом дневных клопов-слепняков.

Интересно, что клопы встречаются и у жукоопыляемых ароидных, но только как вредители, которые поедают пыльцу и ткани цветка, нанося вред растению без опыления.

Адаптации растения к новому опылителю

Цветки и соцветия Syngonium hastiferum отличаются от родственных, опыляемых жуками, видов:

• Соцветия нагреваются утром за счёт термогенеза и одновременно испускают сильный цветочный аромат, привлекая клопов-опылителей днём (у жукоопыляемых видов это происходит вечером и ночью).
• Растение лишено характерных пищевых телец для жуков.
• Поверхность пыльцевых зёрен изменилась с гладкой и липкой на шиповатую и порошкообразную, что позволяет пыльце прикрепляться к клопам.

Химический анализ и синтез цветочного аромата

Состав цветочного запаха, ключевого для привлечения клопов, также значительно изменился. Основным компонентом аромата Syngonium hastiferum оказалось ранее неизвестное соединение.

С помощью ЯМР-спектроскопии (NMR) учёные расшифровали структуру вещества и осуществили его химический синтез. Полевые тесты в Коста-Рике показали, что синтетическое вещество привлекает столько же опыляющих клопов, сколько и сами соцветия растения. Это доказывает, что данное соединение единолично отвечает за привлечение опылителей.

Новое вещество назвали «гамбанол» в честь тропической полевой станции Ла Гамба в Коста-Рике, где была открыта новая система опыления.

Исследование даёт новую перспективу на эволюцию цветковых растений и показывает, что насекомые-вредители могут превратиться в эффективных опылителей через изменения в цветках. Будущие исследования покажут, происходили ли подобные изменения в других линиях цветковых растений.