Зубы венериной мухоловки образуют «ужасную тюрьму» для добычи среднего размера

В исследовании «Проверка гипотезы Дарвина о чудесной венериной мухоловке: краевые шипы образуют "ужасную тюрьму" для насекомых-жертв среднего размера» Александр Л. Дэвис изучил важность краевых шипов — «зубов» по внешнему краю захлопывающихся ловушек растения — для успешного поимки добычи. Он обнаружил, что у венериной мухоловки успех поимки сверчков среднего размера снижается на 90 процентов, если краевые шипы удалены. Однако этот эффект исчезает для более крупной добычи, что позволяет предположить, что шипы могут служить опорой для побега крупной жертвы.

Исследование, впервые проверившее адаптивную пользу краевых шипов (одну из первоначальных гипотез Дарвина о мухоловке), сочетовало полевые наблюдения, лабораторные и полунатуральные эксперименты. «Мы представляем первый прямой тест того, как наличие краевых шипов влияет на эффективность поимки добычи. Эти трихомы выполняют новую функцию у венериных мухоловок, образуя то, что Дарвин описал как "ужасную тюрьму"», — пишет Дэвис.

Методология

• Лабораторный эксперимент: Были созданы «арены для поимки добычи» с 34 растениями. После первой серии наблюдений у половины растений удалили краевые шипы. Учитывались масса сверчков, длина ловушек и успешность поимки, данные анализировались с помощью моделей логистической регрессии.
• Полунатуральный эксперимент: 22 растения разместили в Ботаническом саду Северной Каролины. На каждом растении у половины ловушек шипы были удалены. Растения оставались в открытой лесной зоне 4 недели. Результаты анализировались с помощью обобщённой линейной модели смешанных эффектов и объединялись с лабораторными данными методом Фишера.

Результаты

• Краевые шипы адаптивны для поимки мелкой и средней добычи, но не для крупной.
• В лаборатории успешными оказались 16,5% срабатываний ловушек с шипами и только 5,8% — без шипов.
• В ботаническом саду успешность поимки составила 13,3% с шипами и 9,2% без них.
• Наиболее драматичный эффект шипы оказывали на ловушки среднего размера, которые демонстрировали самое быстрое снижение успеха при ловле добычи среднего размера без шипов и наибольшую пользу от их наличия.

Выводы исследования помогают объяснить эволюцию одной из самых уникальных черт растений. «Характеристика роли адаптивных признаков помогает понять движущие силы отбора, лежащие в основе разнообразия типов ловушек и редкости захлопывающихся механизмов, давая представление об истоках одного из самых удивительных эволюционных новшеств среди всех растений», — заключает Дэвис.