Взаимодействие с насекомыми ускоряет эволюцию растений
Исследователи из Цюрихского университета обнаружили, что растения получают пользу от большего разнообразия взаимодействий с опылителями и травоядными насекомыми. Растения, опыляемые насекомыми и вынужденные защищаться от травоядных, эволюционируют, чтобы лучше адаптироваться к разным типам почвы. Исследование опубликовано в журнале Nature Communications.
Разные типы почвы различаются по химическому и физическому составу, поэтому растениям необходимо адаптировать свою физиологию для оптимизации поглощения воды и питательных веществ. Этот эволюционный процесс ведёт к формированию экотипов — локально адаптированных «пород» растений, которые могут незначительно отличаться по внешнему виду и утратить способность к скрещиванию. Последний эффект считается первым шагом к образованию отдельных видов.
Эксперимент с шмелями и тлёй
Команда биолога Флориана Шистла выяснила, что взаимодействие растений с опылителями и травоядными насекомыми влияет на их адаптацию к типам почвы и формирование экотипов.
В двухлетнем эксперименте около 800 растений брюквы выращивали в течение 10 поколений в теплице на разных типах почвы. Одна группа опылялась шмелями, другая — вручную; кроме того, растения культивировались с тлёй (как травоядным организмом) и без неё.
Результаты адаптации
По окончании эксперимента исследователи оценили, насколько растения с разных типов почвы различаются по форме и составу и как хорошо они адаптировались.
- По форме: Чёткие различия между типами почвы показали только растения, опылявшиеся шмелями. В группах с ручным опылением различий практически не было.
- По адаптации: Значительная адаптация к типу почвы была обнаружена только у растений, которые опылялись шмелями и выращивались с тлёй. В остальных группах значительной адаптации не наблюдалось.
Исследование также выявило несколько генов, которые могут играть критическую роль в этом процессе адаптации. Результаты показывают, что биотические взаимодействия могут сильно влиять на способность растений адаптироваться к абиотическим факторам, и что адаптация наиболее эффективна, когда растения подвергаются разнообразным взаимодействиям.