Растение, опыляемое птицами, использует разные стратегии размножения
В западной части Капской провинции ЮАР встречаются небольшие растения из семейства Ирисовые — Babiana. Их опыляют нектарницы — маленькие яркие птицы, африканский аналог колибри, которые пьют нектар цветков. Новое исследование, которое будет опубликовано в начале следующего года в специальном выпуске о размножении растений в Annals of Botany (Де Ваал, Андерсон и Барретт), показывает, что, хотя птицы важны для размножения растений, Babiana не кладут все яйца в одну корзину, когда дело доходит до полового размножения.
Babiana интересны биологам из-за их специализированной адаптации. Спенсер Барретт из Университета Торонто пояснил: «Нектарницы занимают сходную эволюционную нишу с колибри, но есть ключевое отличие. Колибри кормятся на лету, зависая в воздухе. В отличие от них, нектарницы предпочитают садиться на насест. Уникальность Babiana в том, что у некоторых видов эволюционировал специализированный птичий насест, и мы решили исследовать, как он функционирует».
Исследование включало полевые работы, наблюдения за Babiana и опыляющими их нектарницами. Барретт сообщил: «Мы обнаружили, что когда нектарницы посещают Babiana ringens, они всегда садятся на этот насест, а затем переворачиваются вниз головой, чтобы кормиться нектаром из цветков, расположенных на уровне земли. В отличие от него, у Babiana carminea нет насеста, и здесь мы обнаружили, что нектарницы садятся на землю, чтобы добраться до нектара. Цветки на уровне земли крайне необычны для растений, опыляемых птицами, из-за риска быть съеденными. Найти две контрастные стратегии питания среди родственных видов — замечательно».
«У Babiana avicularis есть насест, но эти растения посещает только южный двуошейниковый нектарник. Это более мелкая птица, и похоже, что Babiana avicularis, возможно, эволюционировала в сторону специализированных отношений с ним. Более крупные малахитовые нектарники не посещают это растение, но являются исключительными опылителями Babiana ringens, у которого более крупные цветки. Раньше никто не видел, чтобы птицы опыляли это растение, и теперь это одно из самых маленьких известных растений, опыляемых птицами».
Другое важное открытие: у Babiana ringens размер насеста и цветков различался в зависимости от географического положения популяций. «Мы обнаружили, что чем больше насест, тем больше птиц посещает растение. Если это так, то почему у некоторых растений Babiana ringens маленькие насесты?»
Чтобы выяснить, что происходит, если птицы не посещают растение, команда провела эксперименты по самоопылению. «Если растение адаптировано для перекрёстного опыления, можно ожидать, что самоопыление будет не очень успешным: для вида лучше, когда гены распространяются, тогда как самоопыление может привести к серьёзному инбридингу. Действительно, один из исследованных видов, B. hirusta, оказался в значительной степени самонесовместимым, но остальные исследованные виды могли завязывать семена при самоопылении».
«Мы также обнаружили, что у Babiana ringens длина насеста была меньше в восточной части района исследований. Это регион, где мы наблюдали наименьшее количество посещений растений нектарницами. Таким образом, при меньшем количестве опылителей естественный отбор слабее поддерживает большие насесты, а также имеет смысл иметь самоопыление в качестве резервного варианта, когда альтернативой может стать полное отсутствие опыления».
Барретт доволен, что работа даёт представление о самом специализированном птичьем насесте в царстве растений, но предупреждает, что мы по-прежнему многого не знаем о том, как этот насест вообще эволюционировал: «Наше исследование показывает чёткую функциональную связь между насестами и опылением птицами, но это не всё. Одновременно мы также наблюдаем самоопыление, и очевидно, что Babiana могут использовать разные стратегии спаривания в разных местах в зависимости от доступности нектарниц».