Промяната в сексуалния живот на цветята може да създаде проблеми за опрашителите на планетата
Регистрирайте се за научния бюлетин на Wonder Theory на CNN. .
Една древна взаимозависима връзка, която допринася за хранителните системи и стабилността на екосистемите по целия свят, може да се променя.
Много цъфтящи растения могат да се самоопрашват или да прехвърлят прашец между собствените си цветове за генериране на семена и размножаване, но повечето от тези растения разчитат на опрашители като пеперуди и пчели, за да се възпроизвеждат.
Сега – на фона на отчетените спадове в много популации на опрашители – ново проучване за еволюцията на системата за чифтосване на един вид цвете разкри забележителна промяна, която може да изостри предизвикателствата, пред които са изправени насекомите партньори на растенията.
Репродуктивната еволюция на цветята може да е свързана с промени в околната среда, като унищожаване на местообитания и бързо продължаващо намаляване на биоразнообразието на опрашителите, според Самсън Акока-Пидол, който ръководи проучването, публикувано на 19 декември в списанието New Phytologist.
Сравнявайки семена от диви полски теменуги, събрани преди десетилетия във Франция, със съвременните потомци на растенията, Acoca-Pidolle и колегите му откриха, че днешните цветя са по-малки и произвеждат по-малко нектар в резултат на увеличеното самоопрашване, което има пряко въздействие върху поведението на опрашителите . Теменугите от миналото са се самооплождали по-малко и са привличали много повече опрашители от тези от настоящето, според проучването.
„Изглежда, че се развиват само черти, които участват във взаимодействието растение-опрашител“, каза Акока-Пидол, докторант в университета в Монпелие. Промените могат да ограничат способността на растенията да се адаптират към бъдещи промени в околната среда и да имат последици за „цялото флорално биоразнообразие“ – потенциално намалявайки генетичните, видовите и екосистемните вариации на цъфтящите растения .
„Това може да увеличи намаляването на опрашителите и да причини порочен цикъл на обратна връзка“, каза съавторът на изследването Пиер-Оливие Шепту пред CNN. Ако растенията произвеждат по-малко нектар, ще има по-малко храна, достъпна за опрашителите, което от своя страна ще ускори скоростта, с която броят на животните намалява, обясни той.
„Основното послание е, че в момента сме свидетели на еволюционния разпад на опрашителите на растенията в дивата природа“, каза Шепту, еволюционен еколог във Френския национален център за научни изследвания и професор в университета в Монпелие.
Възкресяващи растения
Използвайки метод, наречен „екология на възкресението“, за провеждане на изследването, изследователският екип покълна семената на четири популации диви полски теменуги, научно известни като Viola arvensis, които бяха събрани през 1990-те и началото на 2000-те години в района на Париж.
Някои пропагули или части от растение, които могат да се използват за отглеждане на ново растение, могат да останат в стадий на семена за „много дълго време“, обясни Acoca-Pidolle. Те са живи, но с много ниска скорост на метаболизма. „Това е като дълга дрямка“, каза той.
През 2021 г. екипът се снабди с полски теменуги от точното място, където семената на предците са събрани преди 20 до 30 години. След това учените проведоха популационен генетичен анализ, който разглеждаше нивата на самоопрашване и промените в хетерозиготността или генетичната променливост, както и промените във флоралните черти, които са свързани с привличането на опрашители.
В извадка от 4000 цветя нивата на самооплождане варират от около 50% за цветята, събрани преди две до три десетилетия, до приблизително 80% за техните естествени потомци, установиха авторите. Междувременно повърхностите на „възкресените“ цветя бяха с 10% по-големи, произвеждаха 20% повече нектар и бяха посещавани от повече земни пчели, отколкото съвременните им копия.
„Застрахователна полица“
Увеличаването на броя на видовете цъфтящи растения, които се самоопрашват или „самоопрашват“, не винаги е лошо нещо, каза Гретхен Лебън, професор по биология в Държавния университет в Сан Франциско, която е изучавала взаимодействията между опрашители и растения.
„Начинът да мислим за (самоусъвършенстване) е нещо като стратегия за задържане“, каза Лебън, който не е участвал в проучването. Въпреки че увеличаването на самооплесняването често води до намаляване на генетичните вариации в популацията, наред с няколко други негативни последици, то също може да поддържа популацията, добави тя. „Като застрахователна полица.“
Намаляването на генетичните вариации в една растителна популация има значение, тъй като тези с резервоар от генетични вариации могат по-добре да реагират на големи промени в околната среда, като ефективно намаляват риска от изчезване.
Но когато четеше новия документ, част от нея „всъщност смяташе, че увеличаването на самооплесняването означава, че популацията ще бъде запазена“, каза Лебън. „Ако растенията могат да продължат да съществуват във времето и популациите на опрашители се увеличат отново, това би означавало, че това е механизъм за запазване на видовете.“
Не е ясно обаче дали тази еволюционна промяна може да бъде обърната - въпреки че новото изследване предполага, че има очаквания за изчерпване на генетичното разнообразие на растителната популация в термин, според Acoca-Pidolle.
„Някои учени вярват, че може да има повратна точка, след която едно растение не може да се върне назад“, отбеляза той, добавяйки, че еволюционният преход класически се смята за „необратим“. Проучването дали тези диви теменужки имат способността да се възстановяват от въздействието на самоописването е следващият голям въпрос, каза Акока-Пидол.
Междувременно е важно да се признае, че авторите всъщност нямат данни какво се е случвало с опрашителите преди 20 до 30 години, каза Лебън. „Единственото нещо, което те не могат да документират, е големината на разликата в опрашителите в тези места по онова време и сега“, каза тя - което произтича от пропуски в историческото широко разпространено наблюдение на опрашителите.
„(Проучването) е наистина важна демонстрация на тесните връзки между общностите на растенията и опрашителите“, каза Лебън. „Мисля, че следващата стъпка в изследването е да разберем какви са последиците за опрашителите.“
Трайният отпечатък на човечеството
Други скорошни проучвания установиха, че намаляващите популации на опрашители, издънка на вредни човешки дейности, застрашават бъдещето на хранителните култури и оцеляването на много видове, които зависят от тях.
Нарастващият брой изследвания подкрепят аргументите за спешни мерки за опазване - като разработване и защита на богати на цветя местообитания, които
