Фиги показывают, как чужеродные виды могут захватывать экосистемы, образуя неожиданные партнерства
В 2017 году ботаник Келси Брок, исследуя гавайский остров Кауаи в поисках инвазивных растений, заметил нечто необычное: несколько неместных видов фиговых деревьев, казалось, успешно обосновывались.
Из-за особенности биологии фиг мы с коллегами задались вопросом, как эти фиги могут размножаться, чтобы образовывать новые популяции на Кауаи. Опылители фиг долгое время считались строго специфичными для одного вида фиг. Однако наше исследование опровергает это давнее убеждение: мы обнаружили, что один вид осы-опылителя взаимодействует с несколькими видами фиг, которые он раньше никогда не опылял.
Особенность фиг
То, что обычно считается плодом фиги, на самом деле представляет собой закрытую капсулу с цветами внутри — технически, соцветие наизнанку. Фиговое дерево привлекает специфичный вид ос особым ароматом. Оса протискивается через микроскопическое отверстие внутрь фиги, чтобы отложить яйца в некоторые цветки. В процессе она опыляет другие цветки, которые затем развиваются в семена. Осы и фиги полностью зависят друг от друга для выживания и совместно эволюционируют. Редко виды фиг делят одного опылителя, и только между очень близкородственными видами, живущими вместе.
Необычный набор фиг на Кауаи
На Кауаи нет местных фиг, но остров стал домом для десятков неместных видов со всего мира. Чтобы выяснить, как новые фиги обосновываются без своих оригинальных опылителей, мы собрали множество фиг с острова и из Национального тропического ботанического сада.
Под микроскопом мы вскрыли каждую фигу для идентификации ос и сбора семян. В нескольких видах фиг мы обнаружили неожиданных крошечных ос и много семян. Анализ ДНК подтвердил их идентичность. Семена из всех фиг с осами внутри могли прорастать, что означало успешное опыление.
Мы обнаружили, что оса, специфичная для фиги Порт-Джексон из восточной Австралии, взаимодействует на Кауаи с двумя дополнительными видами фиг: фигой Уоткинса и красной афуш.
- Фига Уоткинса очень близкородственна фиге Порт-Джексон, и их ареалы в Австралии пересекаются, однако обширные исследования там никогда не находили эту осу, взаимодействующей с фигой Уоткинса на родине. На Кауаи оригинальный опылитель фиги Уоткинса отсутствует, поэтому оса от фиги Порт-Джексон свободно использует оба вида.
- Красная афуш не является близкородственной фиге Порт-Джексон и происходит с островов близ Мадагаскара. Это означает, что близкое родство не определяет, какой вид фиг может опылять эта оса.
Мы проанализировали, как признаки фиг (размер, форма отверстия) соотносятся с тем, какие виды может опылять оса Порт-Джексон. Оказалось, что эти осы могут взаимодействовать с фигами, имеющими определенное замочно-образное отверстие.
Значение открытия
В своих естественных ареалах и фиги, и осы выживают, если могут отличить своего специфичного партнера от всех других видов. Однако сходные адаптации, не имеющие значения в изолированных экосистемах, становятся важными при искусственном смешении видов человеком.
На Кауаи новые комбинации игроков в экосистеме позволили осе Порт-Джексон взаимодействовать с разными видами фиг. Её отношения с фигой Порт-Джексон также фундаментально изменились, потому что её судьба больше не связана только с этим одним видом — у неё есть варианты. Фига Уоткинса и красная афуш также получили новые пути для выживания.
Наша работа показывает, как даже чужеродный вид, зависящий от конкретного партнера для выживания, может закрепиться, если встретит другой вид, с которым сможет образовать пару. Ранее считалось, что эти невероятно тесные отношения, долго оттачиваемые эволюцией, трудно изменить. Теперь мы знаем, что виды с такими связями могут вторгаться в экосистему, образуя новые партнерства и искажая существующие.