Научный сотрудник Университета Байройта обнаружил необычайно хитрую стратегию имитации в царстве растений.
Многие цветущие растения привлекают насекомых, которые опыляют их цветы. Только так они могут обеспечить выживание своего вида. Цветок-парашютист Сандерсона (Ceropegia sandersonii) произрастает в южной части Африки и обладает особенно хитрой стратегией привлечения мух для опыления. Его способ обеспечения опыления - сложная уловка, включающая мошенничество и тюремное заключение. Эти «преступления» в царстве растений были разоблачены Аннемари Хейдук, доктором биологических наук из Байройтского университета. Ученые из Байройта, Зальцбурга, Билефельда, Дармштадта, Лондона и Питермарицбурга помогли ей собрать доказательства. Международная команда представила результаты своих исследований в последнем выпуске журнала Current Biology.
Неотразимый аромат: запах, удивительно похожий на запах медоносных пчел, подвергшихся нападению
Жертвами этой аферы являются мухи-халявщики из рода Desmometopa. Чтобы привлечь таких мух, парашютные цветки издают сложный аромат, перед которым невозможно устоять этим насекомым размером два миллиметра. Причина в том, что мухи Desmometopa всегда питают здоровый аппетит к пчелам. Однако сами они не охотятся за добычей. На медоносных пчел нападают и убивают скорее пауки и насекомые-хищники. Затем мухи могут обнаружить добычу в течение нескольких секунд и полакомиться жидкостью, вытекающей из их тел, пока хищники их поедают. Таким образом, они крадут пищу у хищников. По этой причине биологи также называют мух клептопаразитами.
Смесь веществ, выделяемых железами борющихся или умирающих пчел, помогает мухам найти излюбленную добычу. «Эти вещества (мы также называем их «тревожными феромонами»), которые высвобождаются в моменты сильного стресса, имеют запах, который так же аппетитен для мух, как аромат воскресного жаркого для человека», - объясняет он. Аннемари Хайдук. Байрейтский ученый продемонстрировал, что парашютные цветы производят не менее 33 веществ, которые также выделяют медоносные пчелы, подвергшиеся смертельному нападению. Вместе эти вещества производят цветочный аромат, настолько обманчиво похожий, что он обманывает мух почти идеальной химической мимикрией. К удивлению мух, вместо того, чтобы наслаждаться пиршеством, они ныряют в цветы-ловушки растения.
В ловушке без еды: мухи пойманы цветком
Мухи Desmometopa, печально известные пищевые воры, теперь обмануты вдвойне: они не только не находят умирающих пчел, они даже не находят нектар или другие вещества, выделяемые цветами (например, пыльцу). В цветках церопегии мухам совершенно нечего есть. Они известны как «обманчивые цветы», позволяя насекомым опыляться, не вознаграждая их едой. В дополнение к этому трюку, есть также последующее заключение, так как растения ловят мух в своих цветах примерно на 24 часа. Это гарантирует, что мухи, ищущие как пищу, так и выход, сделают всю работу, когда дело доходит до опыления. В результате этой деятельности в сочетании с лишением пищи мухи становятся довольно слабыми, когда им наконец разрешают улететь. Какими бы голодными они ни были, их волшебным образом тянет к соблазнительному, обманчивому аромату соседних цветов, где они возвращаются на круги своя.
Обманные стратегии опыления отнюдь не редкость
«Эти типы обманчивых растений, которые манипулируют своими посетителями и злоупотребляют ими посредством опыления без вознаграждения, не так уж и редки», - объясняет доктор медицинских наук Ульрих Мэве, который вместе с профессором доктором Стефаном Дёттерлем руководит диссертацией Аннемари Хейдук. университета Зальцбурга. «Сегодня по оценкам исследователей насчитывается около 15 000 таких растений. Однако парашютный цветок, который встречается в ксерофитных кустарниках и принадлежит к роду Ceropegia, использует особенно удивительную стратегию».
В течение многих лет доктор Мев вместе с профессором доктором Зигрид Лиде-Шуман в Институте систематики растений изучала филогению и систематику Ceropegia и других представителей семейства молочая. Он напоминает, что значение мух как опылителей цветов часто недооценивается. «На самом деле, около 15% всех растений, опыляемых животными, полагаются на мух-опылителей для своего полового размножения. Это ставит мух сразу после пчел, которые имеют монополию на опыление 20% цветковых растений, как на второе место по значимости. насекомые-опылители», - объясняет доктор. Мэве.
Успешные исследования в Байройте и Зальцбурге
Аннемари Хейдук раскрыла обманные уловки Церопигии, используя технически сложные методы расследования. Чтобы проанализировать запах пчел и цветов, она использовала газовую хроматографию в сочетании с масс-спектрометрией (ГХ-МС) и провела электроантеннографическое обнаружение (ГХ-ЭАД) опылителей. Она проверила действие отдельных ароматических соединений на мух на открытом воздухе (биотесты) в Байройте, Зальцбурге и Квазулу-Натале, провинции Южной Африки. Было обнаружено, что усики мух Desmometopa могут воспринимать почти половину веществ, содержащихся как в запахе пчелы, так и в запахе, имитирующем запах цветка..
Хейдук был поддержан грантом от программы финансирования элиты Баварии и является членом Высшей школы Байройтского университета. Здесь она активно участвует в Программе экологии и экологических исследований. Кроме того, она проводит исследования в Зальцбургском университете вместе с проф. Дёттерль, который также работал в Байройтском университете. «Взаимодействие между растениями и животными в воспроизводстве обещает еще много захватывающих открытий, включая мошенничество и обман», - сказал Хейдук, выпускник магистерской программы «Молекулярная экология» в Байройтском университете и программы «Элитная макромолекулярная наука». «Наше новое исследование, несомненно, вдохновит на дальнейшие исследования необъяснимых стратегий опыления в царстве растений. Один только род Ceropegia включает около 250 видов, которые, как известно или считается, используют приемы мимикрии для обеспечения своего опыления».