"Это впечатляет, но обескураживает": некоторые цветы эволюционируют, чтобы размножаться без секса

НЬЮ-ЙОРК - Каждую весну миллиарды цветов размножаются с помощью пчел и других животных. Они привлекают опылителей яркими красками и нектаром. Перелетая с цветка на цветок, животные переносят с собой пыльцу, которая может оплодотворить семена других растений. "Новое исследование показывает, что человек стремительно нарушает этот ежегодный ритуал весны. Поскольку токсичные пестициды и исчезновение мест обитания сократили популяции пчел и других опылителей, некоторые цветы эволюционировали, чтобы чаще оплодотворять собственные семена, а не семена других растений". "Ученые удивлены скоростью изменений, которые произошли всего за 20 поколений. "Это быстрая эволюция", - говорит Пьер-Оливье Чепту, эволюционный эколог из Университета Монпелье (Франция), возглавивший исследование. Чепту вдохновился на проведение исследования, когда ему стало ясно, что численность пчел и других опылителей резко сокращается. Он задался вопросом, могут ли цветы, которые полагаются на опылителей для секса, найти другой способ размножения. "Исследование было сосредоточено на травянистом растении под названием дикая анютина гладь, чьи белые, желтые и фиолетовые цветы распространены на полях и вдоль обочин дорог по всей Европе. "Дикая анютина гладь часто использует шмелей для полового размножения. Но они также могут использовать собственную пыльцу для оплодотворения семян - этот процесс называется самооплодотворением. "Самооплодотворение удобнее, чем половое размножение, потому что цветку не нужно ждать, пока прилетит пчела. Но самооплодотворенный цветок может использовать только свои собственные гены для производства новых семян. Половое размножение позволяет цветам смешивать свои ДНК, создавая новые комбинации, которые могут сделать их более подготовленными к болезням, засухам и другим проблемам, с которыми могут столкнуться будущие поколения". "Чтобы проследить эволюцию диких анютиных глазок за последние несколько десятилетий, Чепту и его коллеги обратились к коллекции семян, собранных национальными ботаническими консерваториями Франции в 1990-х и начале 2000-х годов. "Исследователи сравнили эти старые цветы с новыми из сельской местности Франции. Вырастив новые и старые семена бок о бок в лаборатории в одинаковых условиях, они обнаружили, что самооплодотворение увеличилось на 27 % с 1990-х годов. "Исследователи также сравнили анатомию растений. Хотя размер новых диких анютиных глазок не изменился, их цветки уменьшились на 10 процентов и выделяли на 20 процентов меньше нектара". "Исследователи подозревают, что эти изменения сделали новые дикие анютины глазки менее привлекательными для шмелей. Чтобы проверить эту идею, они поместили ульи со шмелями в вольеры со старыми и новыми дикими анютиными глазками. По словам Чептоу, с сокращением популяции шмелей затраты на производство нектара и крупных привлекательных цветков, возможно, стали бременем для цветов. По его мнению, вместо того чтобы вкладывать энергию в привлечение опылителей, дикие анютины глазки с большим успехом направляют ее на рост и сопротивление болезням". "Исследователи подозревают, что многие другие цветы сталкиваются с той же проблемой выживания, и что они могут эволюционировать в том же направлении. "Если это так, то растения могут усугублять плохую ситуацию для насекомых-опылителей", - сказал Чептоу. Многие опылители зависят от нектара; если растения будут производить его меньше, насекомые будут голодать". "Опылители и цветы могут попасть в порочный круг. Уменьшение количества нектара приведет к дальнейшему сокращению популяции насекомых, что сделает половое размножение еще менее выгодным для растений". "Порочный круг будет вреден не только для насекомых, - предупреждает Чептоу. В долгосрочной перспективе генетические ограничения самооплодотворения могут поставить растения под угрозу вымирания. "Они не смогут адаптироваться, и вымирание станет более вероятным", - сказал Чептоу. "Результаты исследования "впечатляют, хотя и обескураживают", - сказала Сьюзан Мазер, ботаник из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре, которая не принимала участия в исследовании. Мазер сказала, что порочный круг может быть еще хуже, чем показывает исследование Чептоу. Наряду с сокращением числа опылителей, цветковые растения сталкиваются с другими проблемами, которые могут заставить их отказаться от полового размножения: "Глобальное потепление, например, ускоряет рост цветков. Но Саша Бишоп, эволюционный биолог из Мичиганского университета, не принимавшая участия в исследовании, говорит, что некоторые цветы могут реагировать на сокращение численности опылителей противоположным образом: "Изучая пурпурные пролески на юге США, она и ее коллеги обнаружили, что в период с 2003 по 2012 год цветы стали больше, а не меньше. Ученые считают такой сдвиг стратегией привлечения пчел, поскольку они становятся менее распространенными". "Они могут инвестировать в самооплодотворение или в привлечение опылителей", - говорит Бишоп. "Оба сценария вполне разумны." "By Carl Zimmer"