Уникальная структура орхидеи раскрывает новый механизм самоопыления
Через 130 лет после того, как растение, питающееся грибами, получило своё название, исследователь из Университета Кобе выяснил назначение структуры, которая вдохновила это название. Это открытие показало новый механизм, с помощью которого растения обеспечивают размножение.
Ботаник Суэцугу Кэндзи специализируется на орхидеях, питающихся почвенными грибами, а не солнечным светом, к которым относится и Stigmatodactylus sikokianus. Этот вид был открыт в 1889 году Макино Томитаро и назван за уникальный крошечный пальцевидный придаток (часть «dactylus») на рыльце — женском органе цветка, принимающем пыльцу.
Чтобы выяснить функцию этой структуры, Суэцугу наблюдал за посещением растений насекомыми, условиями образования семян и анализировал морфологию цветков на разных стадиях развития.
Результаты исследования, опубликованные в Plants, People, Planet, показывают:
- Растения преимущественно самоопыляются (не полагаются на насекомых для переноса пыльцы с других растений).
- Самоопыление происходит примерно через три дня после раскрытия цветка.
Эта задержка имеет важное экологическое значение. Растения живут в тёмном подлеске лесов, часто среди опавшей листвы и не предлагают награды в виде нектара, поэтому их редко посещают потенциальные опылители.
«Хотя самоопыление, вероятно, гарантирует репродуктивный успех, полагаться только на этот метод рискованно из-за инбридинга. Это может стимулировать эволюцию механизмов, сочетающих преимущества самоопыления и перекрёстного опыления. Отсроченное самоопыление, отложенное до исчерпания возможностей для перекрёстного опыления, — вероятно, одна из таких адаптаций, механизм страховки», — объясняет Суэцугу.
Микроскопический анализ раскрыл роль пальцевидного придатка в этом процессе. К третьему дню после раскрытия цветка его рыльце разрушается и вместе с придатком вступает в контакт с пыльником, несущим пыльцу. Это позволяет пыльцевым трубкам прорасти через придаток в рыльце, а затем в завязь, оплодотворяя растение.
«Движение придатка рыльца представляет, насколько нам известно, новый механизм самоопыления у орхидей», — пишет Суэцугу.
Поскольку род Stigmatodactylus включает 28 видов, многие из которых имеют эту структуру, данный механизм может быть распространён и среди других видов.
«Значимость этого открытия заключается в его способности связать исторические ботанические исследования с современными научными изысканиями. Оно подчёркивает ценность интеграции тщательного таксономического анализа с экологическими и эволюционными исследованиями для получения новых знаний», — заключает учёный.