Nature Plants: Термогенез растений сыграл решающую роль в эволюции опыления

Исследование показало, что термогенез у некоторых растений помогал им привлекать насекомых-опылителей на протяжении 200 миллионов лет.

Термогенез — это процесс, при котором организм вырабатывает тепло. Он характерен не только для животных, но и для некоторых растений. Они используют термогенез, чтобы повысить температуру цветов и соцветий. Благодаря этому в воздух поднимаются цветочные ароматы, которые привлекают насекомых-опылителей.

Также термогенез помогает растениям в холодном климате: он стабилизирует развитие репродуктивных органов и способствует росту пыльцевых трубок.

Доказательства в ископаемых останках

Учёные не могут напрямую узнать, выделяли ли тепло древние растения. Однако они могут сделать предположения об этом, изучая анатомические структуры древних растений и сравнивая их со структурами современных термогенных растений.

Дэвид Перис, научный сотрудник и ведущий автор исследования, объясняет:

Наши результаты показывают, что термогенез у растений древнее, чем предполагалось. 200 миллионов лет назад цветковые растения ещё не были разнообразны. Поэтому термогенез мог помочь семенным и цветковым растениям, а также их опылителям в эволюции.

Открытие с эволюционными последствиями

У растений женские структуры созревают раньше мужских, чтобы избежать самооплодотворения. Это связано с тем, что у ранних линий ангиоспермов цветочные камеры закрывались тычинками и карпеллами независимо друг от друга.

Наличие репродуктивных камер у ископаемых растений также говорит о том, что эта особенность существовала в прошлом. Крупные репродуктивные структуры, такие как околоцветники или шишки, могут указывать на термогенез, поскольку они эффективнее сохраняют тепло.

Исследование позволило учёным определить, какие линии ископаемых растений могли проявлять термогенную активность. Это позволяет предположить, что термогенез существовал у семенных растений дольше, чем считалось ранее.

Мезозойские растения, способные выделять тепло, привлекали насекомых-опылителей. Это давало им конкурентное преимущество 200 миллионов лет назад.

Такая стратегия привлечения опылителей могла предшествовать другим, например, яркой окраске цветков. На неё влияли прошлые климатические изменения. Кроме того, термогенез тесно связан с выделением ароматов — ещё одним фактором привлечения насекомых.

Это исследование позволяет по-новому взглянуть на то, как взаимодействие между растениями и их опылителями влияло на их эволюцию.

По словам научного сотрудника Ивана Переса-Лоренцо, термогенез у растений — это не просто необычное ботаническое явление, а важный фактор, который способствовал успеху двух самых разнообразных групп организмов: насекомых и ангиоспермов. Понимание этого процесса важно для изучения эволюции стратегий опыления.

Результаты опубликованы в издании Nature Plants.

06.09.2024