Шмели ускорили эволюцию растений

Биологи-эволюционисты из Университета Цюриха показали, что растения могут очень быстро приспособиться к вкусам разных насекомых-опылителей. Всего за девять поколений растения, которые опыляли только шмели, стали выше и ароматней. Такая быстрая селекция может уменьшить генетическое разнообразие растений, если какие-то из существующих опылителей вымрут. Статья об исследовании опубликована в журнале Nature Communications.

Эволюция растений тесно связана с опылителями, об этой связи впервые сказал еще Чарльз Дарвин. Для успешного размножения цветковые растения должны развить признаки, привлекательные для насекомого, птицы или зверя, который может перенести пыльцу с тычинки на пестик.

Согласно одной из современных гипотез, разные опылители влияют на дивергентную селекцию растений. В разных зонах, где преобладает тот или иной опылитель, у растений одного и того же вида будут различные черты. Но эту гипотезу сложно проверить исследованием природных популяций растений. На такие популяции помимо опылителей влияет еще множество факторов: травоядные животные, болезни, природные условия. Выделить влияние только одного фактора отбора не получается.

Чтобы оценить влияние опылителей на селекцию, в новом эксперименте ученые создали несколько линий растений, которые росли в одинаковых условиях. Они взяли луговую горчицу из одной материнской популяции и разделили растения на три группы. Первую группу опыляли только шмели, вторую журчалки, а третья опылялась искусственно. После смены девяти поколений растений ученые оценили влияние опылителей на дивергентную селекцию.

В линии, которую опыляли шмели, растения стали выше, а их цветки стали выделять больше ароматических веществ. Также на лепестках увеличилась зона, отражающая ультрафиолет, которую хорошо видят шмели. У линии, опыляемой журчалками, цветы стали менее ароматными и участилось самоопыление.

Эксперимент показал, что опылители разных видов влияют на дивергентную эволюцию растений, причем неожиданно сильно. Растения очень быстро подстроились под опылявших их насекомых. Авторы работы считают, что из-за такой быстрой селекции может уменьшиться генетическое разнообразие в случае, если вымрут какие-то распространенные опылители, например, пчелы. А уменьшение генетического разнообразия в свою очередь может снизить устойчивость многих цветковых растений к болезням.

Но эта угроза не будет страшна, если опылять растения будут дроны, как в недавнем японском эксперименте. Маленьким машинам неважно, какого цвета лепестки или как силен запах растений, а значит они не повлияют на дивергентный отбор.