Мы наконец знаем, что происходит с насекомыми, которые опыляют мухоловку Венеры

Многие цветущие растения находятся в счастливых, взаимовыгодных отношениях с животными, которые высасывают сладкий нектар из своего цветения и, в обмен, несут свою пыльцу в отдаленные растения, позволяя им размножаться. Эти гармоничные отношения являются результатом миллионов лет специализации и коэволюции, которые дали всем заинтересованным сторонам эволюционный импульс.

Но Венера мухоловка (Dionaea muscipula), плотоядное растение, известное своей борьбой с насекомыми, давно, казалось, выбрасывало из окна стереотип любви к растительным животным. В конце концов, как может растение, которое известно принимать пищу Жуки также пользуются их помощью?

Долгое время эта загадка ставила биологов в тупик, но, наконец, в статье, опубликованной в преддверии печати во вторник в журнале Американский натуралист Команда исследователей в Северной Каролине предлагает доказательства, которые могли бы разрешить этот очевидный парадокс. Кажется, ключ к пониманию воспроизводства мухоловки Венеры заключается в распознавании различий между двумя совершенно разными частями растения: пресловутой щелкающей челюстью у ее основания и менее известным цветком, возвышающимся на стебле над ним.

«До этого мы почти ничего не знали о опылении в мухоловках Венеры», - рассказывает научный сотрудник Энтомологии Университета штата Нью-Йорк Эльза Янгстедт, доктор философии, первый автор новой статьи. обратный.

Наблюдая, какие брюхоногие моллюски, ракообразные, насекомые и паукообразные опыляют цветки мухоловки Венеры, и сравнивая их с добычей, найденной внутри ловушек, исследователи нашли ответ на парадокс. Жуки, которые опыляют мухоловку Венеры, почти никогда не являются жуками, которые съедает плотоядное растение.

«Эти растения известны, но речь идет о ловушках и о том, что они едят, и ничего о том, кто взаимодействует с их цветами», - говорит Янгстедт. «Это особенно интересно для этого вида, потому что это плотоядное растение. Мы знаем, что они едят насекомых, но это ставит их в потенциальную ситуацию конфликта интересов, с которой другие растения не могут столкнуться, потому что они могут есть те же насекомые, которые могут опылять свои цветы ».

Новое открытие делает вопрос о том, кто опыляет мухоловки Венеры, еще более интересным. Не то чтобы ученые много знали об этом раньше: когда дело дошло до D. muscipula Опыление было проведено практически без исследований, за исключением одной статьи 1958 года, которая в основном носит спекулятивный характер и не содержит данных наблюдений. Примечательно, однако, что авторы этой 60-летней статьи обнаружили, что мухоловки Венеры были самостерильными, что означает, что отдельное растение имел получать пыльцу от другого растения для производства семян (в отличие от растений, таких как помидоры, которые могут оплодотворять себя). Это установило, что мухоловка Венеры нуждается в небольшой помощи.

В своих исследованиях Янгстедт и ее коллеги из Ботанического сада Северной Каролины и Службы охраны рыб и дикой природы США обнаружили, что помощь в первую очередь оказывается тремя видами: пчелиным потом (Augochlorella gratiosa), длинный рогатый жук (Typocerus sinuatus) и клетчатый жук (Trichodes apivorus). Было обнаружено, что эти виды несут большое количество пыльцы среди цветов, но не были обнаружены в ловушках растений.

Распространив свои исследования по трем участкам и четырем различным датам во время пика цветения сезона мухоловки Венеры в округе Пендер, штат Северная Каролина, они пришли к такому выводу после того, как поймали всех животных, которых видели, ползали по цветам мухоловки Венеры, и смазывали их тела, чтобы проверить их на предмет доказательства пыльцы мухоловки Венеры.

Идентифицировать животных, которые были «добычей», было немного грубее. «На самом деле мы осторожно открыли их маленькими щипцами и вытащили все, что было внутри», - говорит Янгстедт. «Это отличалось от вещей, которые были еще живы, вероятно, только что пойманными тем утром, от вещей, которые были так переварены, что вы можете сказать, что это был паук, но не намного больше». По этой причине исследователи могли определить только биологическую семью большинства жертв, а не его видов.

После определения, какие животные были опылителями, а какие были добычей, команда проанализировала, сколько из них принадлежало каждой группе. Из 54 таксонов, идентифицированных в цветах и ​​ловушках, только 13 потенциальных опылителей были обнаружены в ловушках, и только в небольших количествах.

«Совпадений очень мало, - говорит Янгстедт. «Те виды, которыми делятся, не очень хорошие опылители. У них очень мало пыльцы на теле, поэтому мухоловки сами по себе не оказывают никакой медицинской помощи ».

Лаура Хэмон, ученица соавторов Янгстедта, Ребекка Ирвин, доктор философии, и Клайд Соренсон, доктор философии, предпримут следующий этап этого исследования: выяснить, насколько хорошо каждый опылитель переносит пыльцу. Эта последняя статья, а также последующие исследования, дадут исследователям гораздо лучшее представление о том, как сохранить мухоловку Венеры, уязвимый вид, который встречается только в юго-восточной части Северной Каролины и северо-восточной части Южной Каролины. Хотя этот последний документ не имеет непосредственных последствий, знание о его жизненном цикле и экологической нише могло бы помочь информировать будущие усилия по сохранению этого часто вареного растения.

«Когда у вас есть вид, который может нуждаться в дополнительном управлении охраной, это жемчужина нашего региона, важно знать эти основные вещи об истории его жизни», - говорит Янгстедт. «Что нужно, чтобы хорошо жить и размножаться?»

Аннотация: Поскольку плотоядные растения полагаются на членистоногих как опылителей и добычу, они рискуют потреблять потенциальных мутуалистов. Мы рассмотрели этот потенциальный конфликт в мухоловке Венеры (Dionaea muscipula), чьи опылители ранее были неизвестны. Разнообразные членистоногие из двух классов и девяти отрядов посетили цветы; 56% посетителей несут D. muscipula пыльца, часто смешанная с пыльцой цветущих видов. В этом разнообразном обобщенном сообществе некоторые виды пчел и жуков, по-видимому, являются наиболее важными опылителями в зависимости от их численности, размера пыльцы и точности пыльцы. D. muscipula добыча охватила четыре класса беспозвоночных и одиннадцать отрядов; пауки, жуки и муравьи были наиболее распространенными. На уровне семейства и вида, таксоны и цветы распределяются по немногим таксонам, что приводит к почти нулевому значению совпадения ниш для этих потенциально конкурирующих структур. Пространственное разделение ловушек и цветов может способствовать разделению сообщества беспозвоночных между пищевыми и репродуктивными функциями в * D. muscipula.