Орхидея на острове без шмелей нашла им замену — осу, — но потеряла себя

Поскольку шмеля, от которого зависит опыление орхидеи, на отдаленном острове нет, растение опыляется островной осой. Исследователи Университета Кобе обнаружили, что за это пришлось заплатить гибридизацией с другим видом орхидей, приспособленным к опылению осами.

Эта находка демонстрирует, как растения, находящиеся в экологических отношениях, приспосабливаются к изменяющимся условиям.

Отдаленные острова являются интересным местом для исследований биологов, по крайней мере, со времен Дарвина. При изучении экологических отношений между различными видами различия между материком и островом могут подсказать, как развиваются эти отношения и что это означает для участвующих в них видов. Именно это вызвало любопытство ученых-растениеводов, когда они обнаружили орхидею Goodyera henryi (на фото), которая на материковой части Японии опыляется исключительно специфическим шмелем, на отдаленном японском острове Козу, где этот шмель не водится.

Для профессора Университета Кобе Суэцугу Кэндзи это прекрасно вписалось в его многолетние усилия по пониманию динамики биологии островов и эволюционных процессов. Специалист по орхидеям говорит:

Сочетание нашего опыта, доступа к месту и междисциплинарной методологии ставит нас в особое положение для изучения влияния отсутствия шмеля на эволюцию орхидей в данном контексте.

Вместе со своей командой он изучал опыление орхидей как на материковой части Японии, так и на острове Козу, а также использовал генетический анализ для изучения характера родства между различными популяциями растений.

Результаты, опубликованные в журнале New Phytologist, оказались неожиданными. Прежде всего, исследователи обратили внимание на то, что на острове Козу Goodyera henryi опыляется той же сколиидной осой, что и близкородственная орхидея Goodyera similis, также произрастающая на этом острове. Если у орхидей длина трубки цветка точно соответствует длине ротового аппарата опыляющего насекомого, то у островной осы ротовой аппарат гораздо короче, чем у шмеля, который опыляет Goodyera henryi на материке. Исследователи также заметили, что цветочная трубка орхидеи на острове короче, чем на материке. Неожиданностью стало сравнение генетического состава орхидей. Суэцугу объясняет:

Все экземпляры, первоначально отнесенные к виду Goodyera henryi на острове Козу, являются гибридами, что свидетельствует об отсутствии на острове чистого вида.

Исследователи предполагают, что, когда Goodyera henryi впервые попала на остров, ее, должно быть, случайно посетила оса, или именно потому, что растение не посещалось шмелем. Хотя ротовой аппарат осы короче, чем у шмеля, и поэтому не может переносить пыльцу Goodyera henryi с одного цветка на другой, если насекомое незадолго до этого посетило свою обычную орхидею Goodyera simils, пыльца с нее могла попасть на вновь прибывшее растение и гибридизировать его. Это изменило внешний вид орхидеи так, что она смогла прикрепить пыльцу к своему замещающему опылителю и таким образом закрепиться на острове в своей новой гибридизированной форме.

Наиболее интересным аспектом этого результата, вероятно, является его значение для нашего понимания того, как растения могут адаптироваться и эволюционировать в ответ на изменение экологических условий, особенно в условиях сокращения популяции опылителей, — говорит исследователь из Университета Кобе.

По словам Суэцугу, это имеет последствия, выходящие за рамки академического изучения эволюционной динамики. Численность шмелей сокращается во всем мире, но поскольку эксперименты по удалению пчел неэтичны и непрактичны, трудно предсказать экологические последствия. Объясняя значение недавно опубликованных результатов, он говорит:

Даже если растения, зависящие от шмелей, успешно привлекут замещающих опылителей в условиях глобального сокращения численности длинноязыких шмелей, поддержание видовых границ растений может оказаться под угрозой из-за обмена опылителями через образование гибридов.

Источник иллюстрации: https://www.inaturalist.org/observations/186816496

17.10.2023