Скандальная правда о сексуальной жизни растений (СИ) - Аллаби Майкл

Собственно, так и устроен мир. В конце концов, как бы сильно мы бы ни любили потомков, иногда возникает непреодолимое желание вышвырнуть их вон. Каждую весну слышно, как птицы кричат: «Лети, черт бы тебя побрал!», когда их испуганные птенцы смешно и нелепо трепыхаются перед первым самостоятельным полетом.

У орхидей крошечные семена, которые сами разлетаются по ветру, поэтому им не нужна никакая помощь. К таким автономным растениям относятся и деревья с крылатыми семенами, парящими в воздухе, как маленькие вертолеты. Но другие нуждаются в помощи, и поэтому растения вербуют животных. Есть семена, которые запутываются в шерсти и цепляются почти за любую поверхность. Мы тоже участвуем в этом процессе, и я не имею в виду чистку одежды от налипшего репейника. Мы их выбрасываем.

Мы распространяем семена, собирая плоды, используемые растениями для подкупа: они знают, что мы съедим сладкие, мясистые их части и выбросим семена. Все животные делают это, в некоторых случаях проглатывая семена и затем откладывая их в своих богатых питательными веществами фекалиях.

Схема прекрасно работает, но некоторые растения никогда недовольны результатом. Они хотят, чтобы их слуги правильно сеяли семена, а также перевозили их в нужные места. Как они этого добиваются? Естественно, обманом.

Южноафриканское растение семейства Рестиевых, Ceratocaryum argenteum, достигающее трех метров в высоту и постоянно страдающее от пожаров, так и не смогло создать огнеупорные семена, но научилось помещать их в безопасное место — под землю, куда пламя не проникает, а они находятся в удобной для прорастания почве. Семена напоминают орехи и заключены в скорлупу, имеют почти идеальную сферическую форму и размер около полутора сантиметров в диаметре. После созревания они падают на землю. Эти плоды примерно одинакового размера и очень походят на фекальные гранулы, оставленные местными антилопами.

Более того, они еще и пахнут так же! Группа ученых из университетов Кейптауна и Квазулу-Натал во главе с Джереми Миджли пыталась выяснить, какие животные могут есть эти семена. Они обнаружили, что в их число входит полосатая полевая мышь — правда, ее интересуют только те, которые уже потеряли свою оболочку. Ученые заметили, что вместе со скорлупой семена теряют свой аромат. Затем они увидели навозных жуков, катающих семена по земле, как будто навозные шарики. Знаменитые трудолюбивые насекомые, стоя на передних лапах и отталкиваясь задними, перекатывали с место на место семена, которые были гораздо больше их самих.

Чтобы проверить свои выводы, исследователи собрали 195 семян и оставили их в 31 разном месте. Когда они вернулись через день, то обнаружили, что более четверти семян было убрано под землю. Навозные жуки закапывают шарики навоза во влажную почву и откладывают в них яйца, поедая при этом часть материала, а затем остатками навоза питаются их личинки. Когда ученые извлекли из земли закопанные жуками семена, они не нашли ни яиц жуков — на них или рядом с ними, — ни следов укусов на скорлупе. Очевидно, жуки поняли свою ошибку, когда попытались пробить туннель в шариках, но это было уже после того, как они их закопали. Отличная стратегия подходит для растения, и глупость жуков тут ни при чем. Тем не менее они не получили награды за труд и продолжали работать, несомненно, надеясь, что следующий шар, который им попадется, будет сделан из настоящего навоза.

Но в конце концов, какими бы умными они ни были, эти растения не могут сравниться с крупными поставщиками овощей и фруктов и селекционерами, постоянно улучшающими качество товара. Возьмем бананы. Очистите банан от кожуры — и сможете съесть его целиком. Это определенно плод, но в нем нет семян (ботаники называют это явление партенокарпией). Как же так? Само слово «плод» подразумевает структуру, заключающую в себе семена. Как растение может размножаться без них?

Плод банана — это ягода, и у дикого предка наших культурных бананов она содержала семена. На рисунке показан съедобный вид банана — заостренный, или Musa acuminata

Бессемянность возникает естественным путем, путем мутации, но селекционеры также могут приложить к этому руку. Плод банана — это ягода, и его дикие родственники производят ягоды, содержащие до шестидесяти семян. Клетки некоторых банановых растений содержат два набора хромосом (диплоидные), в то время как клетки других видов содержат четыре набора (тетраплоидные). Когда диплоидное растение скрещивается с тетраплоидным, потомство наследует один набор хромосом от диплоидного родителя и два набора от тетраплоидного, поэтому у него есть три набора (оно становится триплоидным). Триплоиды не могут делить хромосомы равномерно, поэтому они не способны производить семена. Как они размножаются? В каком-то смысле они вообще не делают этого самостоятельно: садоводы размножают их черенками. Бессемянные арбузы производятся почти таким же образом, но в их случае некоторые плоды содержат всего несколько семян — их можно посеять, чтобы получить больше плодов. Дело в том, что плоды без косточек гораздо легче и приятнее есть, и поэтому с тех пор, как люди узнали о такой возможности, селекционеры не останавливались ни на минуту.

Этот дикий родственник культурного банана содержит семена. Фрукты, которые мы привыкли употреблять в пищу, не имеют семян, что делает их более приятными.

Виноградари культивируют виноград без косточек с XIX века. Его выращивают из черенков, и семена действительно производятся, но по мере созревания плодов генетическая аномалия препятствует их развитию и они смешиваются с мякотью. Вероятно, этот сорт возник на Кавказе.

Цитрусовые без косточек тоже существуют. Навелы, или пупочные апельсины, происходят от одного мутировавшего дерева, обнаруженного на бразильской плантации в XIX веке. Все сегодняшние апельсины этого вида выращены из черенков, и все они — клоны того первого дерева. Производители радуют нас и другими цитрусовыми без косточек, скрещивая генетически несовместимые сорта. Это означает, что они неопыляемы, но плоды зреют в любом случае.

Итак, это победа? В какой-то степени да. Мы получаем те плоды, которые хотим, — но ценой собственного размножения растений, что требует времени. Одним словом, просто так ничего не получается.

А пока что на просторах дикого мира растения идут своим путем, как они всегда и делали, и им нет до нас совершенно никакого дела. Каждое в свое время года раскрывает цветки, выпуская пыльцу, производит свои плоды и семена, и жизнь продолжается. Наши сады — еще одно тому подтверждение. И раз семьи, прогуливающиеся в парке по выходным, восхищаются сексуальной энергией клумб, значит, они могут закрыть глаза на весь отчаянный обман, мошенничество и ловушки, которые лежат в основе этой красивой картинки. Как мог бы заметить человек, оказавшийся в тропическом лесу: «Да это же настоящие джунгли!» Именно так, джунгли, — с их собственными законами и укладом жизни.

Список источников

Глава 1

Bell, Adrian D. Plant Form: An Illustrated Guide to Flowering Plant Morphology. Expanded and updated edition, Timber Press, Portland, Oregon, 2008.

Sponberg, Simon, Jonathan P. Dyhr, Robert W. Hall and Thomas L. Daniel. ‘Luminance-dependent visual processing enables moth flight in low light.’ Science, pp. 1245–1248, June 12, 2015.

Trewavas, Anthony. Plant Behaviour & Intelligence. Oxford University Press, Oxford, 2014.

Глава 2

Hansen, Dennis М., and Christine B. Müller. ‘Invasive ants disrupt gecko pollination and seed dispersal of the endangered plant Roussea simplex in Mauritius.’ Biotropica, 42(2), 202–208. 2009. Режим доступа: http://www.jstor.org/stable/20492551?seq=1#page_scan_tab_contents

Kew Gardens. Roussea simplex, http://www.kew.org/science-conservation/plantsfungi/roussea-simplex

Olesen, Jens M. and Alfredo Valido. ‘Lizards as pollinators and seed dispersers: an island phenomenon.’ Trends in Ecology and Evolution, 18(4), April 4, 2003. Режим доступа: http://podarcis.de/AS/Bibliografie/BIB_1822.pdf

Smithsonian Marine Station at Fort Pierce. Ipomoea pes-caprae (Railroad Vine). http://www.sms.si.edu/irlspec/Ipomoea_pesCap.htm

The Evolution of Sexual Reproduction. The Journal of Evolutionary Philosophy, http://www.evolutionary-philosophy.net/sex.html

Verduijn, M. H., P. J. Van Dijk and J. М. M. Van Damme, ‘The role of tetraploids in the sexual-asexual cycle in dandelions (Taraxacum). Heredity, 93, 390–398, July 7, 2004. Режим доступа: http://www.nature.com/hdy/journal/v93/n4/full/6800515a.html

Глава 3

‘Gall Flowers In Figs.’ http://waynesword.palomar.edu/gallfig.htm Grossenbacher, Dena, Ryan Briscoe Runquist, Emma E. Goldberg and Yaniv Brandvain. ‘Geographic range size is predicted by plant mating system.’ Ecology Letters, vol. 18, no. 7, 706–713, July 2015. Режим доступа: http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/ele.12449/abstract

Ramya, K. T., R. Abdul Fiyaz, R. Uma Shaanker and K. N. Ganeshaiah. ‘Pollinators for a synconium: How do wasps choose among synconia?’ Current Science, vol. 101, no. 4, August 2011. Режим доступа: http://www.currentscience.ac.in/Volumes/101/04/0520.pdf

Shales, Sarah. ‘The pin and thrum of primroses.’ https://plantscientist.wordpress.com/2013/04/27/organism-of-the-week-primrose-primula-vulgaris/

Totland, Ørjan and Matteo Sottocornola. ‘Pollen limitation of reproductive success in two sympatric alpine willows (Salicaceae) with contrasting pollination strategies.’ American Journal of Botany, 88(6): 1011–1015, 2011. Режим доступа: http://www.amjbot.org/content/88/6/1011.full.pdf

Yasuhiro Sato, Koh-Ichi Takakura, Sachiko Nishida and Takayoshi Nishida. ‘Dominant occurrence of cleistogamous flowers of Lamium amplexicaule in relation to the nearby presence of an alien congener L. purpureum (Lamiaceae)’. ISRN Ecology, vol. 2013, article ID 476862. Режим доступа: http://www.hindawi.com/journals/isrn/2013/476862/

Глава 4

Wiens, Frank, Annette Zitzmann, Marc-André Lachance, Michel Yegles, Fritz Pragst, Friedrich M. Wurst, Dietrich von Holst, Saw Leng Guan and Rainer Spanagel. ‘Chronic intake of fermented floral nectar by wild treeshrews.’ PNAS, vol. 105, no. 30, July 29, 2008. Режим доступа: http://www.pnas.org/content/105/30/10426.long

Глава 5

Botanical Society of America. BSA Parasitic Plant Pages: Hydnora africana. http://botany.org/Parasitic_Plants/Hydnora_africana.php

Celebrezze, Thomas Martin. ‘Effects of European honeybees (Apis mellifera) on the pollination ecology of bird- and insect-adapted Australian plants.’ Doctor of Philosophy thesis, University of Wollongong, 2002. Режим доступа: http://ro.uow.edu.au/theses/1046/

Getz, Wayne M. and Katherine B. Smith. ‘Olfactory sensitivity and discrimination of mixtures in the honeybee Apis mellifera’ Journal of Comparative Physiology A, vol. 160, pp. 239–245, 1987. Режим доступа: http://nature.berkeley.edu/getzlab/Reprints/Getz%26SmithJCompPhys87.pdf

Kew Gardens. Amorphophallus titanium (titan arum). http://www.kew.org/scienceconservation/plants-fungi/amorphophallus-titanum-titan-arum

Kew Gardens. Rafflesia arnoldii (corpse flower), http://www.kew.org/scienceconservation/plants-fungi/rafflesia-arnoldii-corpse-flower

Milius, Susan. ‘Warm-blooded plants? OK, there’s no blood, but they do make their own heat.’ Science News Online, http://www.phschool.com/science/science_news/articles/warm_blooded_plants.html

Whelan, Robert J., David J. Ayre and Fiona M. Beynon. ‘The birds and the bees: pollinator behaviour and variation in the mating system of the rare shrub Grevillea macleayana.’ Annals of Botany, 103(9), 1395–1401. June 2009. Режим доступа: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/РМС2701754/

Глава 6

Carl Linnaeus (1707–1778). http://www.ucmp.berkeley.edu/history/linnaeus.html

Глава 7

Seymour, Roger S. and Philip G. D. Matthews, ‘The role of thermogenesis in the pollination biology of the Amazon waterlily Victoria amazonica.’ Annals of Botany, vol. 98(6), December 2006. Режим доступа: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2803590/

Глава 8

Blanco, Mario A., and Gabriel Barboza. ‘Pseudocopulatory pollination in Lepanthes (Orchidaceae: Pleurothallidinae) by fungus gnats.’ Annals of Botany, vol. 95, pp. 763–772, 2005. Режим доступа: http://aob.oxfordjournals.org/content/95/5/763.full.pdf

Coyne, Jerry. ‘A new and bizarre form of mimicry: plant seeds mimic shape and smell of animal feces to facilitate dispersal by dung beetles.’ Why Evolution is True. Режим доступа: whyevolutionistrue.wordpress.com/2015/10/07/a-new-and-bizarre-formof-mimicry-plant-seeds-mimic-shape-and-smell-of-animal-feces-to-facilitatedispersal-by-dung-beetles/

Gasket, А. С., C. G. Winnick and М. E. Herberstein. ‘Orchid Sexual Deceit Provokes Ejaculation.’ The American Naturalist, vol. 171, No. 6., June 2008. Режим доступа: https://www.amherst.edu/media/view/120414/original/Gaskettv2008.pdf

Gasket, A. C., and M. E. Herberstein. ‘Colour mimicry and sexual deception by Tongue orchids (Cryptostylis).’ Naturwissenschaften, vol. 97, 97–102, 2010. Режим доступа: https://www.researchgate.net/publication/26864847_Colour_mimicry_and_sexual_deception_by_Tongue_orchids_Cryptostylis

Jersáková, Jana, Steven D. Johnson and Pavel Kindlmann. ‘Mechanism and evolution of deceptive pollination in orchids.’ Biological Reviews, vol. 81, pp. 219–235. Cambridge Philosophical Society, 2006. Режим доступа: web.natur.cuni.cz/uzp/data/2006_deception.pdf

Maruyama, Pietro Kiyoshi, Jeferson Vizentin-Bugoni, Bo Dalsgaard, Ivan Sazima and Marlies Sazima. ‘Nectar robbery by a hermit hummingbird: association to floral phenotype and its influence on flowers and network structure.’ Oecologia, DOI 10.1007/s00442-0125–3275-9. Опубликовано онлайн 6 марта 2015 года: https://www.researchgate.net/publication/273149388_Nectar_robbery_by_a_hermit_hummingbird_association_to_floral_phenotype_and_its_influence_on_flowers_and_network_structure

Murphy, Christina M. and Michael D. Breed. ‘Nectar and Resin Robbing in Stingless Bees.’ American Entomologist, Spring 2008. Режим доступа: http://www.entsoc.org/PDF/Pubs/Periodicals/AE/AE-2008/Spring/Breed.pdf

Robertson, Don. Bird Families of the World: Sunbirds and Spiderhunters, Nectariniidae. http://creagrus.home.montereybay.com/sunbirds.html