Науковці дізналися, як древні квіти виживали мільйони років тому, коли не існувало бджіл

Сьогодні бджоли та їхні родичі є найважливішими запилювачами квіткових рослин, зокрема продовольчих культур. Однак мільйони років тому, коли цих надважливих комах не існувало, квіти все одно якимось чином існували, виживали й навіть розмножувались. Як вони це робили?

Як це було мільйони років тому

Наукові дані свідчать, що перші квіткові рослини виникли 100 мільйонів років тому, тоді як бджоли з’явилися лише через 50 мільйонів років після них. Як сьогодні, так і тоді вони використовували колірний зір, заснований на фоторецепторах, чутливих до ультрафіолетового, синього і зеленого світла.

Вчені з Університету Монаша в Австралії залучили на допомогу комп’ютерну модель, яка імітувала візуальне середовище, яке оточувало літаючих комах понад 100 мільйонів років тому, коли з’явилися перші квіти. Дослідники дійшли висновку, що найперші квіти, ймовірно, мали тьмяний зеленувато-жовтий колір і спочатку запилювалися мухами. Однак, коли бджоли з їхніми налаштованими системами зору почали запилювати квіти, останні набули нових, яскравих кольорів, які відповідають зоровим можливостям бджіл. Судячи з усього, природний відбір змусив квіти виділятися в очах запилювачів.

Птахи згодом також стали постійними запилювачами квітів, але відбулося це лише через мільйони років після того, як з’явилося запилення комахами. Птахи можуть бачити довгохвильові червоні кольори, які недоступні бджолам. Квіти за еволюційними мірками швидко підлаштувалися і під птахів. Рослини, які запилюються птахами, світяться на інших довжинах хвиль, ніж ті, що запилюються квітами. Людське око не бачить ті частини спектра світла, що доступні птахам і комахам.

Наші дослідження показують, що бджоли є основною рушійною силою квіткової еволюції. Якщо ми не захистимо цих комах та їхнє середовище існування, ми втратимо фундаментальні та прекрасні аспекти життя, якими ми всі насолоджуємося і яких потребуємо,
– пишуть учені в своєму дослідженні.

Оскільки клімат Землі стрімко змінюється, потрібно враховувати, що може трапитися з екосистемами і нашим виробництвом харчів без бджіл. Вкрай важливо зрозуміти, як можна змінити запилення і розмноження рослин, якщо не стане запилювачів.

7 комах-запилювачів, які не є бджолами чи метеликами

Найпоширенішими запилювачами рослин, комахами, які доставляють пилок від рослини до рослини, є бджоли та метелики. Передача пилку рослин жіночому виду рослини забезпечує запліднення та ріст нових рослин. Запилювачі необхідні для подальшого росту рослин у дикій природі. Існує сім комах-запилювачів, крім бджіл і метеликів, які також допомагають поширювати насіння рослин і сприяти росту рослин.

Оси

Деякі оси відвідують квіти. Як група комах, в цілому, вони, як правило, вважаються менш ефективними запилювачами, ніж їхні родичі-бджоли. Оси не мають волосків на тілі, які потрібні бджолам для перенесення пилку, і тому вони не настільки добре обладнані для перенесення пилку з квітки на квітку. Однак є кілька видів ос, які справляються зі своєю роботою.

• Серед ос є працьовита запилювальна група, підродина Masarinae (їх також називають пилковими осами), які, як відомо, годують нектаром і пилком своїх дитинчат.
• Два види ос, звичайна оса (V. vulgaris) і європейська оса (V. germanica), надають послуги з запилення орхідеї під назвою морозник широколистий, також відомий як Epipactis hellborine. Нещодавно дослідники виявили, що ця орхідея виділяє хімічний коктейль із запахом гусениць, щоб заманити хижих ос до своїх квітів.
• Найбільш помітними осами-запилювачами є фігові оси, які запилюють крихітні квітки всередині плодів інжиру, що розвиваються. Без інжирових ос імовірність появи інжиру в дикій природі була б дуже низькою.

Мурахи

Тихоокеанський південно-західний регіон USFWS із Сакраменто, США/Wikimedia Commons/CC BY 2.0

Запилення мурахами відносно рідкісне, але все ж трапляється. Більшість мурах-запилювачів можуть літати, що дає їм змогу поширювати пилкові зерна на ширшій території, таким чином сприяючи генетичному різноманіттю рослин, які вони відвідують. Оскільки мурахи ходять від квітки до квітки, будь-який обмін пилком, який здійснюють мурахи, буде обмежений невеликою популяцією рослин.

Робочі мурахи Formica argentea переносили зерна пилку між квітами споришу каскадного, також відомого як Polygonum cascadense . Інші види мурашок Formica поширюють пилок серед квітів орпіни, компактної трави, яка росте на гранітних відслоненнях. В Австралії мурахи ефективно запилюють кілька орхідей і лілій.

Загалом, як родина комах, мурахи можуть бути не найкращими запилювачами. Мурахи виробляють антибіотик мірмікацин, який, як вважають, знижує життєздатність пилкових зерен, які вони несуть.

Мухи

Radu Privantu/Flickr/CC BY 2.0

Багато мух воліють харчуватися квітами, і таким чином забезпечують необхідні послуги з запилення рослин, які вони відвідують. Майже половина з 150 родин мух відвідує квіти. Мухи є особливо важливими та ефективними запилювачами в середовищах, де бджоли менш активні, наприклад у альпійських або арктичних середовищах існування.

Серед мух-запилювачів головними чемпіонами є мухи-запилювачі з сімейства Syrphidae. Приблизно 6000 видів, відомих у всьому світі, також називають квітковими мухами через їхню асоціацію з квітами, і багато з них імітують бджіл або ос. Деякі літаючі мухи мають видозмінений ротовий апарат, який також називають хоботком, призначений для викачування нектару з довгих вузьких квіток. І, як додатковий бонус, близько 40 відсотків літаючих мух несуть личинки, які полюють на інших комах, які, таким чином, забезпечують боротьбу зі шкідниками для рослини, що запилюється. Висотні мухи – це робочі конячки фруктового саду. Вони запилюють різноманітні плодові культури: яблуні, груші, вишні, сливи, абрикоси, персики, полуницю, малину, ожину.

Мухи-запилювачі — не єдині мухи-запилювачі. Інші мухи, які ловлять пилок, включають деяких падальщиків і гнойових мух, мух-тахінідів, бджолиних мух, дрібноголових мух, березневих мух і щитівок.

Мошки

Катя Шульц/Flickr/CC BY 2.0

Простіше кажучи, без мошок — різновиду мух — не було б шоколаду . Мошки, зокрема мошки з сімейств Ceratopogonidae і Cecidomyiidae, є єдиними відомими запилювачами крихітних білих квіток какао-дерева, які дозволяють дереву плодоносити.

Завбільшки не більше шпилькової головки, мошки, здається, єдині істоти, які можуть проникати в складні квіти для запилення. Вони найбільш активні у своїх обов’язках запилення в сутінках і на світанку, синхронно з квітками какао, які повністю розкриваються перед сходом сонця.

комарі

Abhishek727Abhishek Mishra/Wikimedia Commons/CC BY 3.0

Комарі найбільш відомі тим, що харчуються кров’ю, але це лише самки комарів. Кровосмоктання відбувається лише тоді, коли самка комара має відкласти яйця.

Улюблена їжа комара – нектар. Самці п’ють цукристий квітковий нектар, щоб зарядитися енергією для ройових польотів, коли вони готуються шукати пару. Самки також п’ють нектар перед спаровуванням. Щоразу, коли комаха п’є нектар, є хороший шанс, що вона збирається зібрати та перенести трохи пилку. Відомо, що комарі запилюють деякі орхідеї. Вчені підозрюють, що вони запилюють і інші рослини.

Молі

Дуайт Сіплер/Flickr/CC BY 2.0

Метеликам, здається, належить основна заслуга як запилювачів, але метелики також роблять свою частку в переносі пилку між квітами. Більшість метеликів ведуть нічний спосіб життя. Ці нічні літаючі запилювачі, як правило, відвідують білі запашні квіти, такі як жасмин.

Яструбина та сфінксова молі є, мабуть, найпомітнішими запилювачами молі. Багатьом садівникам знайомі види молі колібрі, яка ширяє і кидається з квітки на квітку. Інші молі-запилювачі включають собачки, підкрилки та геометричні совки.

Натураліст і біолог Чарльз Дарвін припустив, що орхідея-комета, також відома як Angraecum sesquipedale , має надзвичайно довгий нектарник (частина квітки, яка виділяє нектар), і їй потрібна допомога молі з таким же довгим хоботком. Над Дарвіном висміювали його гіпотезу, але вона виявилася правильною, коли яструбина моль ( Xanthopan morganii ) використовувала свій хоботок, щоб поглинати нектар рослини.

Мабуть, найвідомішим прикладом рослини, що запилюється міллю, є рослина юка, якій для запилення квітів потрібна допомога молі юки. Самка молі юки відкладає яйця всередину квітки. Потім вона збирає пилок із пилкової камери рослини, формує його в кульку та поміщає пилок у камеру рильця квітки, таким чином запилюючи рослину. Запилена квітка тепер може виробляти насіння, яке відбувається до моменту, коли личинки молі юки вилуплюються і їм потрібно харчуватися.

Жуки

Скотт Бауер, USDA ARS/Wikimedia Commons/Public Domain

Жуки були одними з найперших доісторичних запилювачів. Вони почали відвідувати квітучі рослини приблизно 150 мільйонів років тому, на 50 мільйонів років раніше, ніж бджоли. Жуки продовжують запилювати квіти і сьогодні.

Викопні рештки свідчать про те, що жуки першими запилюють стародавні квіти, цикас. Сучасні жуки, здається, віддають перевагу запиленню близьких нащадків цих стародавніх квітів, насамперед магнолій і водяних лілій. Науковий термін для запилення жуками відомий як кантарофілія.

Хоча існує небагато рослин, які в основному запилюються жуками, квіти, які залежать від них, часто ароматні. Вони виділяють пряні, ферментовані запахи або запахи гниття, які приваблюють жуків.

Більшість жуків, які відвідують квіти, не сьорбають нектар. Жуки часто жують і споживають частини рослини, яку вони запилюють, і залишають свій послід. З цієї причини жуків називають запилювачами бруду та ґрунту. Жуки, які, як вважається, надають послуги запилення, включають представників багатьох сімейств: жуки-солдатики, жуки-коштовники, пухирі, довгорогі жуки, картаті жуки, квітконоси-перекиди, м’якокрилі квітконоси, жуки-скарабеї, жуки-соковиди, помилкові пухирі. , і жуки-ровуни.

Джерело

Йонг, ред. «Орхідея заманює ос-запилювачів обіцянкою свіжого м’яса». Журнал Discover, 12 травня 2008 р.