Новое хищное растение должно балансировать между ловлей добычи и опылением

Ботаники из Университета Висконсин-Мэдисон и Университета Британской Колумбии открыли новое хищное растение в западной части Северной Америки.

Triantha occidentalis обитает на болотах и в заболоченных местах от Аляски до Калифорнии и вглубь материка до Монтаны. Летом оно выпускает высокие цветоносы, покрытые липкими волосками, которые ловят мелких насекомых, таких как мошки и комары. Учёные обнаружили, что растение получает более половины своего азота, переваривая этих пойманных насекомых, что является ценным источником питания в бедной питательными веществами среде.

Это 12-й известный независимый случай эволюции хищничества в царстве растений и первый раз, когда эта черта обнаружена в порядке Alismatales (частухоцветные) — группе в основном водных цветковых растений. Это также всего четвёртый установленный пример хищничества у однодольных, одной из основных групп цветковых растений.

"Особенно уникально в этом хищном растении то, что оно ловит насекомых рядом со своими цветками, которые опыляются насекомыми", — говорит ведущий автор Цяньши Линь. — "На первый взгляд, это кажется конфликтом между хищничеством и опылением, ведь вы не хотите убивать насекомых, которые помогают вам размножаться".

Однако растение, по-видимому, способно отличать друзей от еды.

"Мы полагаем, что Triantha occidentalis способно на это, потому что его железистые волоски не очень липкие и могут улавливать только мошек и других мелких насекомых, поэтому более крупные и сильные пчёлы и бабочки, выступающие в роли опылителей, не попадаются", — говорит Том Гивниш, профессор ботаники из UW–Madison.

Исследователи сообщили о своих выводах 9 августа в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Открытие началось с генома. Шон Грэм ранее проводил анализ геномов Alismatales, когда его команда заметила, что у Triantha отсутствует ген, который часто отсутствует у хищников. В сочетании со склонностью к ловле насекомых и близостью к другим известным хищным растениям, Triantha выглядела отличным кандидатом.

Среда обитания также способствовала хищничеству. Хищный образ жизни требует от растений столько энергии, что для его эволюции, по-видимому, необходимо обилие воды и света. "Только в местах обитания, где ограничивающим фактором являются исключительно питательные вещества, можно ожидать, что хищничество даст преимущество", — говорит Гивниш. Насекомые могут быть отличным источником питательных веществ, которых не хватает в почве, особенно азота и фосфора.

Экспериментальное подтверждение. В полевых экспериментах Линь кормил Triantha плодовыми мушками, меченными стабильным изотопом азота-15, что позволило отследить поступление питательного вещества в растение. С помощью моделей, разработанных Гивнишем, исследователи подсчитали, что растение получает до 64% своего азота от насекомых — уровень, сопоставимый с известными хищными растениями.

Линь также обнаружил, что Triantha принадлежит к группе хищных растений, способных непосредственно переваривать свою добычу. Оно производит фермент фосфатазу, который может расщеплять фосфорсодержащие питательные вещества в жертве.

Другие виды Triantha, включая Triantha glutinosa в Висконсине, также имеют липкие волоски, ловящие насекомых, а у других их нет. В будущем исследователи планируют изучить больше видов, чтобы выяснить, насколько широко распространено хищничество в роде Triantha. "Вполне вероятно, что есть и другие представители этой группы, которые окажутся хищными", — говорит Гивниш.

Тот факт, что хищный образ жизни Triantha так долго оставался незамеченным, несмотря на распространённость растения и его рост вблизи крупных городов, позволяет предположить, что больше хищных растений ждут своего открытия.