Мокрицы поели плодов вертляницевидки и стали самыми мелкими распространителями проглоченных семян

Японские ботаники обнаружили, что обыкновенные мокрицы являются самыми мелкими распространителями проглоченных семян. Эти беспозвоночные поедают плоды микогетеротрофного растения вертляницевидки, заглатывают ее крошечные семена целиком и затем выводят их вместе с пометом. Как отмечается в статье для журнала Plants, People, Planet, ранее считалось, что мокрицы и другие мелкие беспозвоночные из-за скромных размеров не подходят для расселения растений путем эндозоохории.

Многие растения расселяются за счет позвоночных животных, в первую очередь млекопитающих и птиц, которые при поедании плодов заглатывают семена и затем выводят их из организма вместе с пометом на удалении от родительской особи. Данный процесс известен как эндозоохория. В то же время насекомые и другие беспозвоночные, как предполагалось до недавних пор, обычно слишком малы, чтобы целиком проглатывать семена и участвовать в их распространении. Было известно всего несколько исключений из этой закономерности; например, очень крупные прямокрылые уэта из Новой Зеландии, которые занимают на этом архипелаге ниши грызунов и помогают некоторым видам растений расселяться путем эндозоохории.

Несколько лет назад японские ботаники описали еще один пример распространения семян беспозвоночными за счет эндозоохории. Они выяснили, что вертляницевидка Monotropastrum humile, бесхлорофильное микогетеротрофное растение, расселяется за счет пещерных кузнечиков (Rhaphidophoridae) и, в более теплых частях ареала, лесных тараканов Blattella nipponica. Насекомые поедают его сочные плоды и целиком проглатывают похожие на пылинки семена, которые проходят через их кишечник и выходят наружу с пометом.

Ботаник Кэндзи Суэцугу (Kenji Suetsugu) из Университета Кобе, первым описавший взаимоотношения между M. humile и пещерными сверчками, решил больше узнать о стратегии расселения, которую используют эти растения. В конце июля — начале августа 2013 года, то есть в сезон плодоношения вертляницевидок, он вместе с коллегами отправился в город Саппоро на японском острове Хоккайдо. Здесь исследователи выбрали участок широколиственного леса площадью 100 квадратных метров, где росло много M. humile. С помощью установленной на штативе фотокамеры, делавшей снимки с интервалом от тридцати секунд до восьми минут, Суэцугу и его соавторы на протяжении 276,75 часа отслеживали беспозвоночных, которые посещали вертляницевидки и поедали их плоды.

В общей сложности исследователям удалось получить 9291 фотографию. Их анализ показал, что плодами M. humile питаются разнообразные членистоногие, включая пещерных кузнечиков, муравьев, жужелиц и мокриц. Поскольку стебли вертляницевидок часто отмирают и падают на землю к моменту созревания плодов, наземные беспозвоночные могут с легкостью до них добраться. По оценкам авторов, более половины плодов M. humile поедают пещерные кузнечики, в первую очередь Diestrammena brunneri и D. japanica. Эти насекомые потребляют большое количество мякоти вместе с семенами. В свою очередь, отдельные особи уховерток Anechura harmandi и Eparchus yezoensis и обыкновенных мокриц (Porcellio scaber) (последние были завезены в Японию людьми) поедают лишь небольшие порции плодов вертляницевидок. Однако за счет регулярных визитов и высокой численности они также оказались одними из основных их потребителей. Позвоночные животные интереса к плодам M. humile не проявляли.

На следующем этапе Суэцугу и его коллеги в лабораторных условиях скормили плоды M. humile предполагаемым распространителям этого растения, после чего рассмотрели под микроскопом вышедшие с пометом семена. В результате выяснилось, что большая часть семян, прошедших через кишечник пещерных кузнечиков, остались неповрежденными (83,8 процента). Для уховерток и мокриц эти значения составили 31,2 и 33,5 процента соответственно (большую часть семян они, вероятно, разгрызают). Затем авторы с помощью окрашивания тетразолием красным оценили жизнеспособность семян, которые прошли через кишечник беспозвоночных и остались при этом неповрежденными. Оказалось, что их доля примерно одинакова для кузнечиков, уховерток и мокриц (48,4 процента, 42,5 процента и 46,8 процента соответственно). Для сравнения, жизнеспособность семян из нетронутых плодов составляет 50,8 процента.

Дополнительный эксперимент с окрашиванием сафранином О показал, что семенная кожура M. humile толще, чем у родственных видов, которые распространяются за счет ветра (Monotropa uniflora, M. hypopithys и Pyrola subaphylla). Судя по всему, это адаптация, которая защищает семена этого растения во время прохождения через кишечник насекомых и других беспозвоночных.

Результаты исследования подтверждают, что M. humile расселяются беспозвоночными за счет эндозоохории. Наиболее эффективными распространителями их семян оказались пещерные кузнечики. Однако важную роль в этом процессе также играют уховертки и мокрицы, которых ранее считали неподходящими для эндозоохории из-за мелких размеров. По словам авторов, мокрица P. scaber, которая достигает восьми-одиннадцати миллиметров в длину и пяти миллиметров в ширину, является самым мелким известным распространителем проглоченных семян; а уховертка A. harmandi (длина ее тела составляет одиннадцать-шестнадцать миллиметров, а ширина — три миллиметра) — самым легким. Вероятно, полагаясь на несколько видов беспозвоночных разного размера и разной степени подвижности, вертляницевидки обеспечивают расселение потомства в разнообразные среды обитания.

Ранее Кэндзи Суэцугу и его коллега Хирому Хашиваки выяснили, что семена причудливого паразитического растения Balanophora yuwanensis распространяют редкие лазающие зайцы (Pentalagus furnessi) — эндемики островов Амамиосима и Токуносима. Они поедают соплодия баланофор и сочные вегетативные части вокруг них, а затем разносят их семена с пометом.