Как трупный цветок создаёт свой ужасный запах: У него есть стратегия, и основную работу выполняют женские цветки
Исследование трупного цветка (Amorphophallus titanum, Titan arum) — редкого и находящегося под угрозой исчезновения растения — буквально связано с неприятными запахами. Он цветёт раз в 7–10 лет, и цветение длится всего две ночи. Массивные соцветия высотой более 3 метров издают запах гниющей плоти или разлагающейся рыбы, привлекая насекомых-падальщиков (жуков и мух) для опыления.
Учёные-атмосферные химики из Университета штата Колорадо получили редкую возможность изучить химический состав и динамику запаха во время цветения трупного цветка по имени Космо.
Стратегия цветения и роль полов
Трупные цветки дихогамны: каждое растение имеет и мужские, и женские цветки, расположенные у основания початка (spadix) внутри покрывала (spathe). Они цветут в разное время, чтобы избежать самоопыления:
- Первая ночь: цветут женские цветки, привлекая насекомых-опылителей, которые могут принести пыльцу с другого растения.
- Вторая ночь: цветут мужские цветки, позволяя насекомым унести пыльцу к другому растению.
Для привлечения насекомых растение использует термогенез — биохимический процесс самонагревания, усиливающий испарение летучих соединений.
Женские цветки работают интенсивнее
Исследования с помощью газового хроматографа-масс-спектрометра и время-пролётного масс-спектрометра показали, что основную работу по привлечению опылителей выполняют женские цветки.
- Они выделяют огромное количество органических соединений серы, имитирующих запах разложения:
- Также выделяются десятки других соединений: сладковатый бензиловый спирт, пахнущий асфальтом фенол, ароматный бензальдегид.
- Общая масса летучих эмиссий составила около 0.4% от средней биомассы растения (весом около 45 кг), что является значительной тратой энергии.
Эмиссия от женских цветков резко прекратилась ранним утром после первой ночи цветения. Учёные предполагают, что это свидетельствует о флоральной ловушке — стратегии, при которой растение физически закрывает камеру с цветками, удерживая насекомых внутри до цветения мужских цветков на вторую ночь.
Мужские цветки работают меньше
На вторую ночь эмиссия возобновилась, но на гораздо более низком уровне.
- Мужские цветки выделяют более сладкий набор ароматических соединений и значительно меньше серы.
- Вероятно, им не нужно так интенсивно пахнуть, так как насекомые уже находятся в ловушке.
- Исследование 2023 года показало, что термогенез во время мужского цветения также слабее: температура початка достигала 33.2°C против 36°C во время женского цветения.
Мощность и устойчивость запаха
Интенсивность эмиссий трупного цветка может на порядок превышать эмиссии полигонов твёрдых бытовых отходов (хотя и всего на две ночи). Такая мощность позволяет запаху распространяться далеко в джунглях Суматры.
Ключевое значение для привлечения насекомых имеет не только наличие, но и соотношение летучих соединений в "шлейфе". Исследование показало:
- Шлейф женских цветков сохранял относительно постоянное соотношение основных сернистых химикатов.
- Шлейф мужских цветков был гораздо более подвержен деградации в загрязнённой атмосфере (реакции с озоном или нитрат-радикалами) и изменению соотношений соединений, что может затруднять поиск цветка опылителями.
Таким образом, трупные цветки вкладывают огромную энергию в сложную стратегию опыления, сочетающую мощные, устойчивые к окислению запахи женских цветков, термогенез и, вероятно, флоральную ловушку для максимальной эффективности.