Опылители могут управлять эволюцией признаков цветка: исследование

Красивые цветы существуют не для украшения — они привлекают опылителей (пчёл, бабочек, колибри), что позволяет растениям производить семена для следующего поколения.

Новое исследование Корнеллского университета подтвердило давнее предположение учёных: опылители являются агентами естественного отбора у цветов — по крайней мере, у растения пенстемона наперстянкового (Penstemon digitalis).

«Предполагалось, что опылители управляют эволюцией признаков цветка, поскольку предпочитают определённые характеристики. У этого вида мы обнаружили, что опылители являются агентами отбора по морфологии цветка [его физическим характеристикам]», — сказал Андре Кесслер, старший автор статьи в журнале New Phytologist.

Чтобы проверить теорию, исследователи позволили пчёлам и другим насекомым опылять цветы 150 растений в поле, а также вручную опылили каждый цветок ещё на 150 растениях на том же поле. Растения с ручным опылением, не зависящие от опылителей, служили базой для сравнения с открытоопыляемыми растениями.

Сравнив две группы, учёные оценили, оказывают ли опылители естественный отбор по семи признакам цветка. Если бы опылители управляли отбором, то он был бы сильнее у открытоопыляемых растений.

Результаты показали, что у открытоопыляемых растений статистически значимо сильнее шёл отбор по двум признакам: более крупные цветки и большее их количество.

Также для числа цветков у открытоопыляемых растений работал стабилизирующий отбор — как и у человеческих младенцев, для растений было оптимально иметь промежуточное количество соцветий.

Хотя логично предположить, что больше цветков всегда лучше (ведь это ведёт к большему количеству плодов и семян), у слишком многих крупных цветков есть стоимость: они повышают вероятность опыления цветков в пределах одного растения (что ведёт к инбридингу), а также привлекают травоядных, поедающих и семена, и цветки.

Исследователи полагают, что стабилизирующий отбор со стороны опылителей не позволяет пенстемону эволюционировать в сторону всё более крупных соцветий, тем самым помогая избежать инбридинга.

Исследование финансировалось Ботаническим обществом Америки, Национальным научным фондом и Департаментом экологии и эволюционной биологии Корнеллского университета.