Orchidėja padeda vabzdžiams sugriebti

Orchidėja padeda vabzdžiams sugriebti

vaizdas: Baltojo apuoko orchidėja (Habenaria radiata) primena šokantį baltąjį apuoką
peržiūrėti daugiau

Kreditas: Suetsugu, Kenji ir kt. 2022 m. „Specializuotas žiedlapis su ryškiomis kraštinėmis daro įtaką Habenaria Radiata (Orchidaceae) reprodukcinei sėkmei. Ekologija e3781

Laukinė orchidėja Habenaria radiataGrynai balti žiedlapiai primena skrendantį baltąjį apuoką (taigi ir jo bendras pavadinimas baltojo apuoko orchidėja). H. radiata buvo mėgiamas žmonių nuo seniausių laikų, tačiau būdingos dantytos gėlės formos adaptacinė reikšmė iki šiol buvo neaiški. Daugelį institucijų sudaryta tyrimų grupė trejus metus dirbo siekdama išspręsti šią paslaptį, atlikdama lauko eksperimentus, kurių metu buvo pašalintas į plunksną panašus pakraštys, ir išsamiai stebėjo orchidėjų apdulkintojų elgesį.

Mokslinį bendradarbiavimą sudarė docentas SUETSUGU Kenji ir studentas ABE Yusuke (2021 akademiniais metais baigęs magistro studijas) iš Kobės universiteto Mokslų mokyklos, ASAI Takeshi ir MATSUMOTO Shuji iš Himeji Tegarayama botanikos sodo ir HASEGAWA Masahiro muziejaus Osaka. gamtos istorijos.

Remdamiesi rezultatais, jie išsiaiškino, kad natūralioje buveinėje baltųjų apuokų orchidėjos, kurių pakraščiai buvo pašalinti, kiekvienam vaisiui išaugino mažiau sveikų sėklų nei nepažeisti augalai. Vanagai, kurie yra pagrindiniai šios orchidėjos apdulkintojai, paprastai griebia už pakraščio vidurinėmis kojomis, kad atsistotų gerdami jos nektarą, tačiau mokslininkai pastebėjo, kad vanagai dažnai nesugebėjo to padaryti ant augalų, kurių pakraščiai buvo pašalinti. Kitaip tariant, šis pakraštys veikia kaip atraminė platforma žiedadulkes nešiojančiam vanagui. Anksčiau buvo manoma, kad vanagai daugiausia sklando gerdami nektarą.

Nors baltojo apuoko orchidėja savo žiedadulkėms transportuoti naudoja vanagus, šie svarbūs radiniai rodo, kad akį traukiantis pakraštys yra daugiau nei vizualinė priemonė apdulkintojams, o evoliucionavo taip, kad palaikytų vanagą, kai jis minta nektaru.

Šie tyrimų rezultatai buvo paskelbti internete tarptautiniame žurnale Ekologija 2022 m. birželio 21 d.

Tyrimo fonas
Maždaug 90 % žydinčių augalų (angiospermų) pasikliauja gyvūnais, pvz., bitėmis, kad padėtų jiems apdulkinti; kai vabzdys perneša žiedadulkes tarp žiedų, jis gauna atlygį (nektarą ir pan.). Yra žinoma, kad tarpusavio sąveika su apdulkintojais taip pat vaidina svarbų vaidmenį gėlių formų įvairovei. Daugybė orchidėjų rūšių ypač išvystė dramatiškos formos gėles; tai pastebima net pažvelgus į orchidėjas, randamas gėlių parduotuvėse, pvz., kandžių orchidėjas (Phalaenopsis afroditė).

Orchidėjos turi tris žiedlapius, iš kurių vienas yra didelis ir išsiskiriantis (*1), todėl manoma, kad šis žiedlapių darinys išsivystė kartu su vabzdžiais, pernešančiais žiedadulkes. Tiesą sakant, daugelis orchidėjų rūšių naudoja tam tikrų rūšių vabzdžius kaip apdulkintojus, todėl manoma, kad ryškūs žiedlapių struktūros pokyčiai atsiranda dėl to, kad kiekviena orchidėjų rūšis vystosi taip, kad patiktų konkrečioms vabzdžių rūšims.

Ne išimtis ir pelkėse auganti laukinių baltųjų apuokų orchidėja: ji išsivystė įmantriais žiedlapiais. Jo graži išvaizda primena dangumi sklandantį baltąjį apuoką, kuris jau šimtus metų buvo pažįstamas sodų augalas (1 pav.). Tačiau dar visai neseniai buvo neaišku, koks abipusiškumas su apdulkintojais lėmė, kad baltojo apuoko orchidėjos kutais žiedlapis išsivystė į tokią savitą formą.

Išsamus tyrimo paaiškinimas
Siekdami išsiaiškinti, kiek žiedlapių pakraščio forma prisideda prie baltojo apuoko orchidėjų reprodukcinės sėkmės, mokslininkai atliko pakraščių pašalinimo eksperimentą natūralioje aplinkoje. Apskritai manoma, kad žiedlapiai daugiausia veikia kaip vizualinis patrauklumas. Vanagai, pagrindiniai baltojo apuoklio orchidėjos apdulkintojai, gerdami nektarą iš gėlių linkę sklandyti ore, todėl maitindamiesi jiems nereikia vietos, kur pailsinti kojas. Todėl mokslininkai iškėlė hipotezę, kad pagrindinė pakraščio funkcija yra vizualiai pritraukti vanagą.

Nors vanagas yra naktinis, jis gali tam tikru mastu pasikliauti savo regėjimu, kad atpažintų gėles, todėl jam patinka didelės gėlės su kutais. Dėl šios priežasties kitų augalų (pavyzdžiui, gyvatės moliūgų), kuriuos apdulkina vanagai, žiedai dažnai turi giliai suskaidytus kutais žiedlapius. Todėl manoma, kad kutais gėlės prisitaikė efektyviai pritraukti vanagus (kurie mėgsta gėles su dideliais kutais), nes gėlės su kutais gali sutaupyti daugiau išteklių nei tokio paties skersmens gėlės be kutais.

Jei pakraštys veiktų kaip vizualinis pritraukėjas, galima numatyti, kad egzemplioriai, kurių pakraščiai buvo pašalinti, sumažėtų vaisių gamybos greitis, nes vaisių gamyba yra apdulkintojų apsilankymų dažnumo rodiklis. Tačiau šis tyrimas parodė, kad, priešingai nei prognozuota, egzempliorių, kurių pakraščiai buvo pašalinti, vaisių gamyba nesumažėjo (2 pav.). Kitaip tariant, pakraštys nevaidino reikšmingo vaidmens priviliojant vanagus prie baltojo apuoko orchidėjos žiedo. Tačiau gėlių, kurių pakraščiai buvo pašalinti, vaisiuose buvo mažiau sveikų sėklų, palyginti su tų, kurių kutais nepažeistas (2 pav.). Be to, dirbtinai apdulkintos baltųjų apuokų orchidėjos išaugino tiek pat sveikų sėklų, nepaisant to, ar jos turėjo pakraščius, ar ne. Tai rodo, kad sumažėjusios sėklų gamybos be kutais egzemplioriuose priežastis yra susijusi su gėlių tarpusavio sąveika su apdulkintojais, o ne dėl žalos, padarytos pašalinus pakraštį.

Norėdami ištirti, kaip šis sveikų sėklų skaičiaus sumažėjimas buvo susijęs su apdulkintojų elgesiu, mokslininkai atliko išsamius vanagalių elgesio stebėjimus. Šie rezultatai atskleidė, kad šis pagrindinis baltųjų apuokų orchidėjų apdulkintojas gerdamas nektarą nepertraukiamai sklandė, o savo vidurinėmis kojomis įsikibo į žiedlapio pakraštį. Tačiau pašalinus kutus, vanagas daugeliu atvejų negalėjo sugriebti žiedlapio. Todėl labai tikėtina, kad be pakraščio teikiamo stabilumo vanagas negalėtų perduoti tiek daug žiedadulkių augalui, todėl be pakraščių augalai gaus mažiau žiedadulkių grūdelių per apsilankymą ir išaugins mažiau sveikų sėklų (3 pav.).

Iki šiol žiedlapių funkcijos tyrimai buvo sutelkti į jų vaidmenį vizualiai pritraukiant apdulkintojus, o kitoms funkcijoms buvo skiriama mažai dėmesio. Visų pirma, šio tyrimo rezultatai parodė, kad, priešingai nei teigia mokslininkai, akį traukiantis pakraštys vaidina daugiau atramos vaidmenį, kai maitinasi vanagams (manoma, kad jie sklando gerdami nektarą), o ne kaip vizualinis patrauklumas. .

„Baltojo apukščio orchidėja toks pavadinimas buvo suteiktas dėl to, kad jos blizgūs balti žiedlapiai primena skrendantį paukštį. Pasak legendos, mirusio baltojo apuoko siela atgimė kaip labai mylima baltojo apuoko orchidėja. Nepaisant to, dabar akivaizdu, kad pakraščiai pirmiausia stabilizuoja vanago (pagrindinio apdulkintojo) laikyseną ir padidina žiedadulkių pernešimą. Džiaugiuosi, kad atskleidėme netikėtą prisitaikymo reikšmę, kuri yra jos išskirtinio pakraščio centre. Profesorius Suetsugu komentuoja.

Pastaba
1. Didelio orchidėjos žiedlapio akademinis terminas yra „lūpa“ ir jis skiriasi nuo kitų žiedlapių.

Žurnalo informacija
Pavadinimas:

„Specializuotas žiedlapis su ryškiais kraštais daro įtaką Habenaria radiata (Orchidaceae) reprodukcinei sėkmei“
DOI: 10.1002/ecy.3781
Autoriai:
Kenji Suetsugu, Yusuke Abe, Takeshi Asai, Shuji Matsumoto ir Masahiro Hasegawa
Žurnalas:
Ekologija


Atsisakymas: AAAS ir EurekAlert! nėra atsakingi už naujienų pranešimų, paskelbtų EurekAlert, tikslumą! prisidedančios institucijos arba už bet kokios informacijos naudojimą per EurekAlert sistemą.

Parašykite komentarą

El. pašto adresas nebus skelbiamas.