Цветы, которые не издают запаха, также посещают ястребиная моль.До сих пор ученые думали, что цветы, которые не производят летучие вещества, невидимы для ночных опылителей, таких как ястребиная моль. Такие «обманчивые цветы» могут выиграть от соседних, благоухающих цветов.
Исследования пригодности растений подтвердили, что ароматные цветы дают значительно больше семян, чем не ароматизирующие цветы. Дэнни Кесслер и Фелипе Йон, проводя эксперименты с полунатуральными палатками с растениями диких видов табака Nicotiana attuata, вместе со своими коллегами из Департамента молекулярной экологии были удивлены, когда они заметили, что не ароматные цветы посещались ястребиными мотыльками (Manduca sexta). ) так же часто, как и ароматные цветы.
Тем не менее, у тех, у кого нет запаха, было меньше семян, поэтому вопрос в том, почему это так. Какую роль играли опылители, особенно в отношении их способности воспринимать запахи цветов? Экологи обратились за помощью к своим коллегам: Маркусу Кнадену и Александру Хаверкампу из отдела эволюционной нейроэтологии, которые изучают поведение насекомых на основе запаха.Поведенческие анализы с ястребиной моли
Ученые-бихевиористы уже приобрели опыт проведения поведенческих тестов с молью. Для этой конкретной исследовательской задачи они разработали так называемый эксперимент с y-лабиринтом, тест выбора хоботка, в котором система Y-образных трубок используется в качестве продолжения венчика цветка. Насекомое должно решить, в какой из двух окончаний трубки оно войдет своим языком, так называемым хоботком (см.
Рисунок). Одна из концовок содержала цветочные летучие вещества, а другая — нет.
Поведение бабочки было зафиксировано в эксперименте в аэродинамической трубе. Этот тест выбора показал, что хоботок бабочки оставался намного дольше в той части «цветка», которая пахла, чем в другой части. Этот результат был особенно интересным, потому что экспериментальная установка гарантировала, что антенны, фактический «нос» бабочки, были исключены из источника запаха.
Кнаден объясняет: «Из-за длины языка усики бабочек находятся довольно далеко, когда бабочки вставляют их в цветок. Более того, они подвергаются воздействию ветра, вызванного взмахами крыльев, что делает его еще более сильным. трудно воспринимать запахи, исходящие от цветка ». Так как же мотыльки могут чувствовать запах летучих веществ из цветов?Активные гены обонятельных рецепторов на хоботке
Используя методы молекулярной биологии, ученые идентифицировали гены Manduca sexta, которые были активны на хоботке моли. Среди этих активированных генов были гены двух обонятельных рецепторов: обонятельного корецептора ORCO и ионотропного корецептора IR25a.
Ген ORCO был активен только на кончике хоботка, тогда как ген IR25a был активен также в верхних частях органа. Эти данные показывают, что хоботок играет гораздо более важную роль в обонянии, чем считалось ранее.
При изучении электронных микроскопических изображений кончика хоботка исследователи обнаружили сенсиллум, сенсорный волоск, ранее неизвестный у Manduca sexta. «Single Sensillum Recording», метод, который измеряет реакцию отдельных сенсорных волосков на определенные запахи, показал, что сенсиллум хоботка реагирует на летучие вещества цветов. По-видимому, ястребиная моль способна ощущать цветочный запах кончиком языка, Хаверкамп, один из первых авторов исследования, отмечает этот удивительный результат: «Наше исследование показывает, что функция хоботка намного сложнее, чем предполагалось.
Ранее считалось. Более ранние исследования показали, что хоботок большинства насекомых может определять только основные категории вкуса, такие как сладкий или горький. Теперь ясно, что насекомые также могут чувствовать запах определенных химических соединений своим языком ».
Растения выделяют летучие вещества из цветов, чтобы обеспечить экосистемные услуги своих опылителей.К сожалению, опылители не могут напрямую оценить, сколько нектара содержится в отдельном цветке. Однако цветочный аромат является важным индикатором присутствия нектара, поскольку он предоставляет информацию о возрасте и физиологической активности цветка, которая тесно связана с производством нектара.
Следовательно, бабочки, которые правильно обнаруживают летучие вещества цветов, также с большей вероятностью выберут цветы, содержащие достаточно нектара. Со стороны растения присутствие цветочного аромата увеличивает приспособленность отдельных цветов по двум причинам: ароматные цветы с большей вероятностью будут восприниматься опылителями, чем цветы без запаха, а цветочные летучие вещества увеличивают успех усилий ястребиной моли в поисках пищи. и, таким образом, его возможное воспроизведение. Кесслер, руководитель исследования, резюмирует результаты следующим образом: «Насекомые развили невероятные сенсорные способности, чтобы справляться с окружающей средой.
Исследования экологии цветов долгое время недооценивали возможности опылителей. Эволюция цветов тесно связан с эволюцией опылителей. Узнав больше о почтальонах пыльцы, мы узнаем больше об эволюции и функциях цветочных черт растений ".