Белая орхидея-цапля развила бахрому на лепестке для поддержки опылителя — бражника

Дикая орхидея Habenaria radiata (белая орхидея-цапля) с древних времен любима людьми, но адаптивное значение характерной бахромчатой формы ее цветка до недавнего времени было неясно. Международная исследовательская группа три года работала над решением этой загадки, проводя полевые эксперименты по удалению бахромы и детальные наблюдения за поведением опылителей орхидеи.

Ключевые результаты:

• В естественной среде орхидеи с удаленной бахромой производили меньше здоровых семян на один плод по сравнению с нетронутыми растениями.
• Основные опылители орхидеи — бражники — в норме цепляются средними ногами за бахрому, чтобы стабилизировать себя во время питья нектара. На растениях без бахромы они часто не могли этого сделать.
• Таким образом, бахрома функционирует как опорная платформа для несущего пыльцу бражника. Ранее считалось, что бражники в основном парят во время питания.

Хотя белая орхидея-цапля использует бражников для переноса пыльцы, эти важные выводы указывают, что эффектная бахрома — не просто визуальная приманка, а структура, эволюционировавшая для поддержки бражника во время кормления.

Результаты исследования были опубликованы в международном журнале Ecology 21 июня 2022 года.

Исследовательский фонд

Около 90% цветковых растений (покрытосеменных) полагаются на животных для опыления. Взаимовыгодные отношения с опылителями играют значительную роль в разнообразии форм цветков. Многочисленные виды орхидей, в частности, развили цветки причудливой формы.

У орхидей три лепестка, один из которых крупный и выделяющийся. Считается, что эта форма эволюционировала вместе с насекомыми-опылителями. Белая орхидея-цапля, растущая на влажных почвах, — не исключение: у нее развились замысловатые лепестки.

Эксперимент и наблюдения

Чтобы выяснить, насколько форма бахромы способствует репродуктивному успеху орхидеи, исследователи провели в естественных условиях эксперимент по удалению бахромы.

• Гипотеза: Основная функция бахромы — визуальное привлечение бражников, которые, как считается, парят в воздухе и не нуждаются в опоре для ног.
• Результат: Удаление бахромы не привело к снижению завязываемости плодов (показателя частоты посещений опылителями). Это означало, что бахрома не играла значительной роли в привлечении бражников к цветку.
• Однако: Цветки с удаленной бахромой имели более низкий процент здоровых семян в плодах по сравнению с нетронутыми. При искусственном опылении разницы не было, что доказывало: причина — во взаимодействии с опылителями, а не в повреждении цветка.

Детальные наблюдения за поведением бражников показали, что этот основной опылитель не парил непрерывно, а цеплялся средними ногами за бахрому лепестка. Без бахромы бражник часто не мог ухватиться. Следовательно, без стабильности, обеспечиваемой бахромой, бражник, вероятно, передавал растению меньше пыльцы за визит, что и приводило к снижению производства здоровых семян.

Вывод: Вопреки первоначальной гипотезе, эффектная бахрома играет большую роль как опора для ног бражника во время питания, чем как визуальная приманка.

«Теперь очевидно, что бахрома в первую очередь стабилизирует позу бражника, увеличивая перенос пыльцы. Я рад, что мы раскрыли неожиданное адаптивное значение, лежащее в основе ее отличительной бахромы», — комментирует профессор Суэцугу.