Секрет впечатляющего цветения самой сухой пустыни в мире

[ad_1]

Пустыня Атакама, протянувшаяся примерно на 1600 км вдоль западного побережья конуса Южной Америки, является самым сухим местом на Земле. Некоторые метеостанции там никогда не регистрировали осадков за все время своего существования. Но он далеко не бесплоден: здесь обитает множество видов, которые больше нигде не встречаются, приспособившись к его экстремальным условиям.


И примерно каждые 5-10 лет, с сентября по середину ноября, в Атакаме открывается одно из самых захватывающих зрелищ в мире природы: «desierto florido» (буквально «цветущая пустыня»). Эти массовые цветения, одно из которых в настоящее время происходит в северной Атакаме после обильных дождей в начале этого года, часто привлекают внимание средств массовой информации со всего мира.

Но какие физиологические и эволюционные механизмы обеспечивают большое разнообразие цветов, форм и визуальных узоров цветов во время desiertos floridos? И как опылители — в Атакаме, в основном перепончатокрылые, такие как одиночные осы и пчелы, — ради которых развилась эта визуальная феерия, воспринимают все эти вариации? Это предмет нового исследования в Границы экологии и эволюции.

«Наша цель состояла в том, чтобы пролить свет на экологические и эволюционные механизмы, которые вызывают биологическое разнообразие в экстремальных условиях, таких как пустыня Атакама», — сказал первый автор доктор Хайме Мартинес-Хармс, исследователь из Института сельскохозяйственных исследований в Ла-Крус, Чили.

«Здесь мы показываем, что цветки киски толстолистной Cistanthe longiscapa, типичного вида для desiertos floridos в пустыне Атакама, сильно различаются по цвету и рисунку, которые они представляют опылителям. Эта изменчивость, вероятно, является результатом различных так называемых «беталиновых» пигментов у растений. лепестки цветов».

Модельные виды

Мартинес-Хармс и его коллеги изучили событие в пустыне Флоридо в конце 2021 года недалеко от города Кальдера на севере Чили. Несмотря на то, что он был меньше по размеру, чем происходящее в настоящее время событие, оно было хорошо видно со спутников.

Доминирующим видом был C. longiscapa (семейство Montiaceae), однолетнее растение высотой до 20 см, которое цвело двумя отдельными участками диаметром в десятки километров. Эти пятна состояли из — для человеческого глаза — одинаково пурпурных и желтых цветов. Между ними выросло множество промежуточных (то есть красноватых, розоватых и белых) цветков одного и того же вида, что убедительно свидетельствует о том, что пурпурные и желтые морфы являются наследственными вариантами, которые могут скрещиваться.

Секрет впечатляющего цветения самой сухой пустыни в мире

Цветение пустыни 2015, недалеко от Валленара. Фото: Пато Новоа из Вальпараисо, Чили/Wikimedia Commons, CC BY

Визуализация цветов такими, какими их видят насекомые

Насекомые с их сложными глазами и иной чувствительностью видят мир совсем иначе, чем мы. Например, у большинства перепончатокрылых есть три типа фоторецепторов, которые максимально чувствительны к УФ, синему и зеленому цветам.

Мартинес-Хармс и др. использовали камеры, чувствительные к видимому свету и ультрафиолетовому излучению, и спектрометры для измерения отражения, поглощения и пропускания различных длин волн лепестками в общей сложности 110 пурпурных, желтых, красных, розовых и белых цветов C. longiscapa. Это позволило им создать составные изображения этих вариантов, видимые их многочисленными видами опылителей.

Разнообразие, скрытое от человеческих глаз

Результаты показывают, что именно в пределах этого единственного вида растений разнообразие, воспринимаемое опылителями, было больше, чем для нас. Например, перепончатокрылые, как и мы, легко различают красный, фиолетовый, белый и желтый варианты. Но они также могут различать цветы с высоким и низким УФ-отражением среди желтых и фиолетовых цветов. Ультрафиолетовый «яблочко» в сердцевине некоторых цветов, который направляет опылителей к нектару и пыльце, невидим для нас.

Исключением являются отражающие УФ-излучение розовые и красноватые C. longiscapa, которые совершенно различны для человеческого глаза, но, вероятно, кажутся похожими на перепончатокрылых.

Это визуальное разнообразие цветков C. longiscapa, вероятно, в основном связано с различиями между беталаинами — желтыми, оранжевыми и пурпурными пигментами, которые являются типичной чертой отряда растений Caryophyllales, к которому относятся киски-лапки. Беталаины не только придают цвета цветам: они также защищают от засухи, солевого стресса и повреждения активными кислородными радикалами в условиях стресса окружающей среды — черты, очень полезные в пустынях.

Опылители стимулируют отбор новых вариантов

Авторы предположили, что наблюдаемое постоянное разнообразие цветков C. longiscapa обусловлено различиями в чувствительности и предпочтениях разных цветов и узоров у многих видов опылителей: прямо сейчас идет эволюционный эксперимент, который в основном ускользает от нашего зрения.

«Большие различия в окраске цветков у C. longiscapa можно объяснить, если разные виды насекомых-опылителей, благодаря их предпочтениям определенных цветов и рисунков цветков, могут привести к тому, что эти варианты станут репродуктивно изолированными от других особей того же вида растений. процесс может в конечном итоге привести к возникновению новых рас или видов», — сказал Мартинес-Хармс.

«В наших следующих исследованиях мы будем дополнительно изучать химическую идентичность и пути биологического синтеза беталаинов и других цветочных пигментов, а также их связь с такими признаками, как запах, производимый цветами. Это должно помочь нам понять их роль в формирование взаимодействия между растениями и их опылителями, а также устойчивость растений к биотическим и абиотическим стрессорам в изменчивых климатических условиях», — сказал Мартинес-Хармс.


Пчелы используют узоры, а не только цвета, чтобы найти цветы


Дополнительная информация:
Механизмы окраски цветов и экоэволюционные последствия массового цветения в пустыне Атакама, Границы экологии и эволюции(2022). DOI: 10.3389 / fevo.2022.957318

Цитата: Секрет впечатляющего цветения в самой сухой пустыне мира (2022 г., 21 октября), получено 21 октября 2022 г. с https://phys.org/news/2022-10-secret-spectacular-blooms-world-driest.html.

Этот документ защищен авторским правом. За исключением любой честной сделки с целью частного изучения или исследования, никакая часть не может быть воспроизведена без письменного разрешения. Контент предоставляется только в ознакомительных целях.



[ad_2]

Source link

(Посещений всего:6 times, 1)

Вячеслав

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Next Post

В Лондоне нашли 500-летний скелет в кожаных сапогах до бедра

Пт Окт 21 , 2022
[ad_1] Кожа была очень ценным материалом в эпоху Тюдоров в Великобритании, что делает это открытие еще более необычным. Скелет мужчины, которому, как полагают, 500 лет, был обнаружен лицом вниз в грязи у лондонской реки Темзы. Что примечательно в этом конкретном открытии, так это то, что скелет был найден в кожаных […]

Вам может понравиться