Одиночное родительство невыгодно растениям
Многие растения могут опылять себя и размножаться без партнера благодаря наличию мужских и женских частей. Однако краткосрочные преимущества способности к самоопылению оборачиваются долгосрочными издержками, говорится в новом исследовании в журнале Science. Причина в том, что растения, способные к самоопылению, более склонны к вымиранию.
Цветковые растения невероятно изобретательны в вопросах размножения, говорит соавтор Борис Игич, биолог из Университета Иллинойса в Чикаго. «Растения не могут просто подойти к потенциальному партнеру, как это делаем мы. Многие виды полагаются на ветер или опылителей».
Около половины всех цветковых растений имеют и другой вариант — они могут оплодотворять себя сами, отмечает Игич.
Способность к самооплодотворению имеет неожиданные краткосрочные преимущества. Такие растения могут производить семена даже без участия ветра или насекомых.
«Вам не нужен партнер для размножения», — говорит соавтор Эмма Голдберг из Университета Иллинойса в Чикаго.
«А поскольку вы одновременно мать и отец своих семян, а также отец семян других растений, вы передаете больше копий своих генов», — добавляет она.
Предыдущие работы Игича и других учёных показали, что многие представители семейства паслёновых (включающего картофель, перец, томаты и табак) со временем эволюционно приобретают способность к самоопылению.
«Мы видим односторонний переход, когда виды с самонесовместимостью превращаются в самосовместимые, но не могут вернуться обратно», — говорит Голдберг.
Но каковы долгосрочные последствия способности к самоопылению по сравнению с зависимостью от партнера?
«Мы хотели узнать, что происходит, когда виды перестают полагаться на других особей для размножения», — говорит соавтор Стивен Смит, проводивший исследование в Национальном центре синтетической эволюции в Дареме, Северная Каролина.
Чтобы выяснить это, исследователи сравнили скорости видообразования и вымирания у видов паслёновых, которые размножаются исключительно с другими растениями, и у видов, способных к самоопылению.
Результат? Несмотря на краткосрочные преимущества, «одиночный» вариант имеет серьёзные недостатки в долгосрочной перспективе. «Виды, способные к самоопылению, имеют гораздо более высокие темпы вымирания», — говорит Игич.
Одна из причин, по которой самосовместимые линии чаще вымирают, может заключаться в недостатке генетического разнообразия. Растения, способные к самоопылению, с меньшей вероятностью наследуют генетические варианты, позволяющие им адаптироваться к изменяющейся среде, объясняет Смит.
«Это похоже на игру на фондовом рынке, — добавляет он. — Если вы положите все яйца в одну корзину, вы можете выиграть в краткосрочной перспективе. Но если вы не поддерживаете диверсифицированный портфель, в долгосрочной перспективе вы менее способны выдержать взлёты и падения рынка».