Эволюционное преимущество венериной мухоловки — ловля крупной добычи

Новое исследование проясняет эволюционную историю хищных растений с «захлопывающимися ловушками», таких как венерина мухоловка.

В работе, опубликованной в августовском номере журнала New Phytologist, ботаник Дон Уоллер и эколог Томас Гибсон из UW-Madison исследовали эволюцию этих растений. Используя экологические данные, опубликованные отчёты и моделирование, они пришли к выводу, что способность ловить более крупных и, следовательно, более питательных насекомых стала движущей силой эволюции характерных шарнирных, похожих на челюсти листьев мухоловки с зубцами и пищеварительными желёзками.

Многие другие хищные растения, например росянки, используют стратегию «липкой ловушки». Однако у неё есть ограничения.

«Липкие ловушки отлично подходят для крошечных насекомых. По мере увеличения размера насекомых приходится менять тактику. Захлопывающаяся ловушка — один из способов сделать это», — говорит Уоллер.

Питательная ценность насекомых резко возрастает с увеличением их размера. Крупная добыча обеспечивает лучшую отдачу от энергетических затрат растения и даёт селективное преимущество в бедных питательными веществами болотистых и кислых почвах, типичных для этих растений.

Способность ловить и переваривать более крупных насекомых могла привести к эволюции многих специализаций захлопывающихся ловушек:

• Чувствительные триггерные волоски на внутренней поверхности листа.
• Способность быстро реагировать на потенциальную пищу (лист захлопывается за доли секунды).
• Шарнирный лист обездвиживает крупных насекомых без сильного клея, герметизирует питательные вещества и защищает добычу от падальщиков.
• Ряд острых «зубцов» по краю листа удерживает крупную добычу, позволяя мелкой ускользнуть, что обеспечивает высокую питательную отдачу.
• Пищеварительные железы углублены в поверхность листа для защиты от разрушительных движений жертвы.

Физиологические требования к захвату и перевариванию добычи ограничивают размер самих растений — даже самые большие листья венериной мухоловки редко превышают 2,5 см в поперечнике.

Согласно работе Кена Кэмерона, директора Wisconsin State Herbarium, захлопывающиеся ловушки эволюционировали от росянок. Это расхождение произошло около 65 миллионов лет назад и, по словам Уоллера, было «единственным разом, когда захлопывающиеся ловушки эволюционировали». Сегодня существует всего два живых вида с такой ловушкой: венерина мухоловка и водное растение альдрованда, питающееся мелкими беспозвоночными.