Конкуренция за опылителей делает совместно цветущие виды пасленовых непохожими по окраске

Разноцветные цветки нужны покрытосеменным растениям, чтобы привлекать опылителей. Однако механизмы, объясняющие возникновение этого разнообразия, до конца не ясны. Гипотеза о смене окраски для переключения на новую группу опылителей явно не может объяснить всех фактов. Новое исследование, проведенное на южноамериканской трибе иохромовых (семейство паслёновые), подтвердило альтернативную гипотезу об отборе на «непохожую» окраску для снижения конкуренции. Этот отбор действует на совместно произрастающие виды с одним и тем же набором опылителей и приводит к тому, что виды в сообществах обладают более разнообразной окраской, чем живущие отдельно.

Чем определяется яркость окраски цветков и ее разнообразие? Ведь это очень лабильный (изменчивый) признак, часто различающийся не только у близких видов, но и у разных популяций одного вида. На этот вопрос отвечают две гипотезы: модель смены опылителей и модель конкуренции.

Первая из них восходит к сформировавшейся еще в XIX веке концепции «синдромов опыления»: определенный набор признаков (синдром) позволяет привлекать представителей определенной «функциональной группы» опылителей — пчел, дневных и ночных бабочек, летучих мышей и т.д. В синдром опыления входит и окраска венчиков: например, красные цветки привлекательны для колибри, синие — для пчел, а белые — для ночных бабочек. Если в данной популяции в силу каких-то причин меняется состав окружающих ее опылителей, то естественный отбор ведет к смене одного синдрома опыления на другой, и одной из первых, как наиболее лабильная, будет меняться окраска. Изменение окраски не предотвратит посещение другими опылителями, но уменьшит его частоту, а дальше естественный отбор изменит и другие признаки (строение цветка, запах, обилие и состав нектара и т.д.), сделав цветки более подходящими для данной функциональной группы опылителей. 

Альтернативная гипотеза — модель конкуренции. В отличие от первой, она в явном виде учитывает тот факт, что данный вид растений живет в сообществе и цветет не в одиночестве. Одновременное цветение нескольких видов со схожим спектром опылителей ведет к снижению репродуктивного успеха: не только за счет того, что часть опылителей «переманивается» конкурентом, но и потому, что часть пыльцы переносится на пестики другого вида и тем самым теряется и, наоборот, пестики «засоряются» чужой пыльцой. В этой ситуации даже при наличии схожего спектра опылителей отбор будет благоприятствовать «непохожим» цветкам, что позволит если не полностью прекратить напрасную трату пыльцы и конкуренцию, то значительно ее снизить за счет относительной специализации, на уровне предпочтений. Ограничение конкуренции может происходить даже без разграничения состава опылителей. Это возможно за счет такой их поведенческой особенности, как «цветочное постоянство»: часто в ходе своих перелетов между растениями в поисках пищи опылители не склонны менять один вариант цветков на другой — в этом случае быть «непохожим» тоже выгодно.

Натан Мучала (Nathan Muchhala) из Университета Небраски (ныне работает в Миссурийском университете) и его коллеги выбрали в качестве модельного объекта трибу иохромовых (Iochrominae) из семейства паслёновых. Эти растения живут почти исключительно в Андах. Несмотря на то что все они опыляются преимущественно колибри и (в меньшей степени) пчелами, представители этой трибы отличаются большим разнообразием окраски венчиков. 

Хотя мысль о том, что конкуренция за опылителей может приводить к тому, что совместно цветущие виды растений будут отличаться большим разнообразием окрасок, была высказана одним из пионеров антэкологии Чарлзом Робертсоном еще в 1895 году, строгие доказательства стали появляться только сейчас. А относительный вклад этого механизма в общее многообразие окрасок цветков еще предстоит выяснить.

Полный текст новости читайте на портале Элементы.ру