Увядание цветов — часть стратегии управления ресурсами у растений
Увядающие цветы могут быть не признаком плохого здоровья растения, а результатом сложной стратегии управления ресурсами, формировавшейся миллионы лет.
Исследование в журнале Plant Biology от учёных Университета Маккуори и международных коллег впервые показало, что растения повторно используют ресурсы из увядающих цветов для поддержки будущего размножения.
Ведущий автор, почётный профессор Грэм Пайк, заявляет, что результаты объясняют распространённый, но плохо изученный процесс.
«Наше исследование впервые прямо демонстрирует, что растения могут извлекать ресурсы из увядающих цветов и повторно использовать их для стимулирования будущего размножения», — говорит профессор Пайк.
Эти ресурсы включают энергию и химический состав лепестков — углеводы и питательные вещества, такие как азот и фосфор.
Ход исследования
Трёхлетнее исследование было сосредоточено на Blandfordia grandiflora (рождественские колокольчики), цветущих преимущественно в декабре.
Это многолетнее растение с красными и жёлтыми цветами, родом из восточной Австралии, часто продаётся на цветочных рынках.
Коммерчески выращиваемые стебли могут иметь от 2–3 до дюжины и более цветков.
Команда использовала различные методы для контроля опыления и увядания цветов, а затем проверяла влияние на производство семян и повторное цветение.
К удивлению исследователей, растения не использовали ресурсы увядших цветов для улучшения краткосрочного размножения теми же или другими цветками на том же растении.
«Эти растения извлекают ресурсы, вложенные в размножение в один сезон цветения, и повторно используют их во время следующего цветения», — поясняет профессор Пайк.
Blandfordia grandiflora переносит ресурсы из увядающих цветов, запасая эту «химическую энергию» под землёй в клубнелуковицах и корнях, чтобы затем помочь произвести новые цветущие стебли в следующем сезоне, как правило, год спустя.
Экономика растений
Мир растений — это сфера управления ресурсами и экономической стратегии.
«Экономика растений — это компромиссы, — говорит профессор Пайк. — Растения должны решать, куда направить свои ограниченные ресурсы; инвестиции в одну область означают, что они не могут столько же инвестировать в другую».
Эта концепция распределения ресурсов привела к исследованию феномена увядания цветов, которое, как годами предполагали учёные, может быть способом перенаправления ценных ресурсов.
«Нас ждал сюрприз, — говорит профессор Пайк. — Оказалось, растения играют в более долгую игру, чем мы ожидали, не используя извлечённые ресурсы немедленно, а сохраняя их для следующего сезона цветения».
Растения эволюционировали, выработав различные стратегии обращения с цветами после выполнения их основной репродуктивной функции, и увядание — лишь один из возможных подходов.
Не все растения следуют этой модели. Некоторые цветы продолжают цвести ещё долго после того, как могут быть оплодотворены и перестают производить нектар.
«Цветы делают всё растение более привлекательным для опылителей, даже когда они являются лишь частью общего вида», — отмечает он.
Некоторые растения сбрасывают цветы задолго до их увядания. Например, цветы жакаранды, которые кажутся совершенно хорошими, просто опадают; плюмерии также сбрасывают целые цветы, а не дают им увядать.
Проверка теорий
Исследование проверяло повторное использование ресурсов разными способами.
Один эксперимент сравнивал производство семян у растений, которым позволяли увядать, и у растений с удалёнными лепестками для предотвращения увядания. В другом эксперименте предотвращали производство семян у всех цветов, но позволяли увядать одной группе растений.
Результаты показали, что растения с увядающими цветами с большей вероятностью зацветали в следующем сезоне, чем те, у которых увядание предотвращали.
Исследование также учитывало другие факторы, влияющие на производство семян: высоту цветущего стебля, количество цветков на стебле и положение цветка.
Более высокие стебли и стебли с большим количеством цветков производили больше семян и более тяжёлые семена. Однако цветы, расположенные ниже на растении, имели меньше семян, и семена были легче.
«Наши результаты открывают путь для дальнейших исследований других видов растений и того, как они восстанавливают и повторно используют ресурсы из увядающих цветов», — говорит профессор Пайк.
Дальнейшие исследования могут изучить состав этих извлечённых ресурсов, как растения перемещают и преобразуют их, и перевешивают ли выгоды от их сохранения затраты на первоначальное производство цветов.