Исследование показало, что когда растения развивают взаимовыгодные отношения с животными, в основном с насекомыми, эти семейства растений становятся более разнообразными, со временем превращаясь в большее количество видов.Исследователи провели глобальный анализ всех семейств сосудистых растений, более чем в 100 из которых развились железы, секретирующие сахарный нектар, которые привлекают и кормят защитных животных, таких как муравьи.
В исследовании сообщается, что группы растений с нектарными железами со временем содержат большее количество видов, чем группы без желез.«Почему одни группы видов эволюционируют, становясь более разнообразными, чем другие, — одна из величайших загадок биологии», — сказал Анураг Агравал, профессор экологии и эволюционной биологии и соавтор статьи. Марджори Вебер, ранее работавшая в лаборатории Агравала, а теперь докторант Калифорнийского университета в Дэвисе, является ведущим автором.«Привлекая к растениям телохранителей, эти железы могут повысить успешность растений в различных средах обитания, защищая их от местных вредителей», — сказал Вебер. «Это, в свою очередь, может увеличить выживаемость растений в отдаленных местах, снизить риск местного исчезновения или и то, и другое».
Кроме того, когда муравьи, например, защищают растения от вредителей, растения могут использовать энергию и ресурсы, которые в противном случае были бы направлены на защиту, для развития новых качеств.Эти преимущества могут сделать эти растения более успешными при миграции в новые места, где они могут со временем диверсифицироваться, образуя новые виды.Нектарные железы эволюционировали независимо более 100 раз за историю Земли, что дало исследователям много возможностей для анализа этих механизмов у разных семейств растений.
Анализ «стал возможным благодаря данным о последовательности ДНК, доступным для многих видов растений», — сказал Агравал. Исследователи использовали данные для компьютерного моделирования филогении (диаграммы ветвления, которые отображают эволюционное родство между группами организмов) и для расчета количества новых видов, которые появляются за миллион лет.Биологи давно размышляли, какие черты могли быть «ключевыми инновациями», которые привели к появлению очень разнообразных групп видов, сказал Агравал. Предполагалось, что в отношении животных полет играет аналогичную ключевую роль в разнообразии птиц, летучих мышей и насекомых.
По его словам, для видов растений защита от насекомых-вредителей и установление взаимовыгодных отношений с хищниками были критическим шагом в эволюции.
