Греческий цветок заподозрили в привлечении опылителей запахом мертвых насекомых

Ученые обнаружили, что цветки растения Aristolochia microstoma выделяют летучие соединения, характерные для запаха разлагающихся насекомых. Исследователи предположили, что этим запахом растение привлекает опылителей — мух-горбаток. Это первый известный случай, когда растение приманивает опылителей запахом мертвых беспозвоночных, а не позвоночных. Исследование опубликовано в журнале Frontiers in Ecology and Evolution.

Большинство покрытосеменных растений опыляется насекомыми. Взаимодействие между растением и опылителем обычно характеризуется как мутуализм, то есть взаимовыгодное партнерство. Однако некоторые растения обманывают опылителей — для их привлечения мимикрируют (как визуально, так и химически) под полового партнера или источник пищи для личинок или имаго. К примеру, цветки раффлезии имитируют вид и запах разлагающегося мяса, чем привлекают падальных мух (Calliphoridae), так как личинки этих насекомых развиваются в падали.

Другим примером служат представители рода Aristolochia. Эти растения приманивают опылителей запахом падали или разлагающихся растительных остатков, но при этом обладают специализированными цветами-ловушками. Во время женской фазы цветения опылитель попадает в трубчатый околоцветник, который внутри покрыт направленными вперед волосками. Они мешают насекомому выползти обратно. Опылитель переносит пыльцу на рыльце пестика, после чего цветок переходит в мужскую фазу, и насекомое покрывается новой порцией пыльцы. Затем волоски засыхают, и опылитель выбирается из цветка, чтобы все начать заново.

Большинство видов аристолохий имеют крупные цветки, расположенные высоко над землей. Но у эндемика Греции A. microstoma цветки невзрачные и расположены на земле или между камнями. Ученые предполагали, что опылителями могут быть муравьи и прочие насекомые, живущие на поверхности земли, однако до сих пор это не было исследовано.

Биологи из Австрии, Великобритании и Германии во главе с Томасом Руппом (Thomas Rupp) из Зальцбургского университета решили определить опылителей A. microstoma. Для этого они собрали 1457 цветков A. microstoma из трех различных мест, а затем изучили членистоногих (248 особей), которых обнаружили в цветках. Среди них были клещи, многоножки, ногохвостки, жуки, но большую часть составляли двукрылые из семейств горбаток (Phoridae), детритниц (Sciaridae), шароусок (Sphaeroceridae) и плодовых мушек (Drosophilidae). Исследователи обнаружили пыльцевые зерна только у двукрылых, причем в цветках с женской фазой цветения с пыльцой были найдены только представители горбаток (25 особей). Это означает, что именно эти насекомые были истинными опылителями. Изучение морфологии и ДНК-штрихкодирование показали, что 24 особи относятся к виду Megaselia scalaris и комплексу видов M. angusta/longicostalis, а одна особь — к виду Conicera similis.

Затем ученые с помощью газовой хроматографии в сочетании с масс-спектрометрией проанализировали летучие соединения цветков A. microstoma. Всего было найдено 16 веществ, но только три из них содержались в значительном количестве: диметилдисульфид (от 40 до 79 процентов, в зависимости от участка исследования), 2,5-диметилпиразин (от 8 до 47 процентов) и диметилтрисульфид (от 1 до 5 процентов).

Диметилдисульфид и диметилтрисульфид — летучие вещества, которые выделяются при разложении трупов позвоночных. Эти олигосульфиды также выделяются цветками растений, которые имитируют запах падали, в том числе и у аристолохий. Однако 2,5-диметилпиразин не был найден при разложении позвоночных и, соответственно, у растений, имитирующих запах падали. Это соединение (в сочетании с диметилдисульфидом и некоторыми другими веществами) ранее было обнаружено при разложении беспозвоночных — короедов-типографов (Ips typographus).

Исследователи пришли к выводу, что сочетание олигосульфидов и 2,5-диметилпиразина свидетельствует об имитации A. microstoma запаха мертвых беспозвоночных. Обнаруженных опылителей этот запах, скорее всего, должен привлекать, учитывая, что имаго и личинки M. angusta/longicostalis и C. similis питаются разлагающимися животными и растительными остатками, а личинки M. scalaris используют широкий спектр кормовых субстратов, в частности, мертвых насекомых. Однако авторы работы отметили, что проводятся дополнительные исследования для проверки этой гипотезы.

Ранее мы писали о других растениях-обманщиках: Aspidistra elatior притворяется грибом для привлечения грибных комаров, а орхидеи рода Cryptostylis имитируют самок наездников Lissopimpla excels.

Семён Морозов