Исследование: насекомые помогают мхам размножаться
Исследователи из Портлендского государственного университета (PSU) обнаружили, что мхи используют химические сигналы для привлечения мелких существ, помогающих в оплодотворении, — процесс, аналогичный опылению у цветковых растений.
В новом исследовании, опубликованном в Nature, учёные выяснили, что мхи, несмотря на отсутствие цветов, производят запахи, привлекающие примитивных насекомых — ногохвосток (микроартропод). Это помогает распространять сперму растений. Работа «Половоспецифичные летучие соединения влияют на оплодотворение мхов, опосредованное микроартроподами» вышла на этой неделе.
Ведущий автор Сара Эппли и её коллеги показали, что женские особи мхов выделяют запахи, похожие на запахи цветковых растений, которые привлекают ногохвосток. Обитающие в мхах микроартроподы переносят сперму от мужских к женским растениям, существенно повышая уровень оплодотворения.
«Мы были крайне удивлены, обнаружив такое удивительное разнообразие запахов у женских мхов. Тот факт, что ногохвостки действуют как опылители, означает, что мы должны полностью пересмотреть наше понимание взаимодействий растений и животных в экологии мхов», — сказала Эппли.
До этого исследования считалось, что размножение мхов в основном зависит от самостоятельного движения сперматозоидов через водный слой между мужскими и женскими растениями. Хотя недавние работы намекали на роль микроартропод в распространении спермы, не было известно, используют ли мхи, как и цветковые растения, химические сигналы для привлечения животных.
Эппли и Розенштиль, сотрудники Центра жизни в экстремальных условиях PSU, годами изучали мхи как вид, обитающий в «экстремальных» условиях. Мхи — одни из самых адаптивных видов на Земле и одни из немногих, встречающихся на всех семи континентах, включая Антарктиду. Мхи, использованные в исследовании, — это «то, что растёт на крышах здесь, в Портленде», довольно враждебной для растений среде, отметил Розенштиль.
В сотрудничестве с Джеймсом Панкоу команда проанализировала биогенные летучие органические соединения (БЛОС) мхов, создав уникальный химический профиль их эмиссий. Результаты показали различные «запахи» у мужских и женских мхов. Разработка новых современных подходов для измерения БЛОС в PSU позволила открыть этот неизвестный ранее опылительный синдром.
Мхи и микроартроподы представляют две из древнейших наземных линий, существующих как минимум 450 миллионов лет. Эти результаты позволяют предположить, что микроартроподы не только влияют на экологию мхов в Портленде и на Тихоокеанском Северо-Западе, но и могли сыграть ключевую роль в эволюции растений, в конечном итоге приведшей к появлению многих опыляемых насекомыми культур, от которых зависят люди.
Финансирование исследования было предоставлено корпорацией 3M и Национальным научным фондом.