Два национални парка в Уганда и Мадагаскар представиха на изследователите естествен експеримент, за да разберат как растенията са се приспособили да привличат животни, които разпространяват семената си.

могат

Докато слънцето изгрява над националния парк Кибале в Уганда, червените плодове и оранжевите смокини висят в навеса на дъждовната гора. Те чакат маймуни, маймуни или птици да сканират листата, да изядат узрелите плодове и или да плюят, или да дефекират семена далеч от източниците си, разпространявайки следващото си поколение на ново място.

На близо 2000 мили, в подобно планинските дъждовни гори на националния парк Раномафана на Мадагаскар, жълти плодове или ароматни, зелени смокини очакват лемури, плодоядните животни на тази джунгла. Те ще търсят гората цяла нощ за своя празник, по-късно ще разпръснат семената.

В продължение на милиони години естествен подбор тези растения са разработили начини за комуникация с животните чрез техните плодове, показват нови изследвания, казващи нещо като „изберете ме“. С признаци, разработени така, че да съответстват на сензорните способности или физическите способности на всяко животно, плодовете могат да сигнализират за времето за вечеря в джунглата и да допринесат за оцеляването на растението като вид.

„Когато за първи път научих, че растенията по някакъв начин се държат - че всъщност предават информация на животните - умът ми избухна“, каза Ким Валента, еволюционен еколог от университета Дюк и съавтор на проучване, публикувано наскоро в Biology Letters изследване на връзката между цвета на плодовете и животинското зрение.

Д-р Валента и нейният колега Омер Нево, еволюционен еколог от университета в Улм в Германия, който публикува друга статия за аромата миналата седмица в Science Advances, работят, за да разберат как растенията са се приспособили да привличат животните, които разпространяват семената си. Това, което разкриват, е, че растенията заслужават повече заслуги - и че сложните взаимоотношения между растенията и животните може да са от решаващо значение за разбирането и запазването на техните общи местообитания.

Повече от век биолозите се чудят защо плодовете от тясно свързани растения имат толкова различен външен вид и как животните знаят кои да ядат.

Преобладаващата хипотеза е, че животните биха могли да повлияят на плодовите черти - като форма, местоположение на дърво, представяне на клон или мирис и цвят - чрез естествен подбор. Колкото по-лесно е за плодоядците да идентифицират узрелите плодове, толкова по-голям е шансът и двамата да оцелеят. Животното се храни, а родителското растение се размножава - използвайки животните като градинари - без да вдига корен.

По подобен начин много цветя приспособяват своята форма на венчелистче, цвят, текстура или аромат или вкус на нектар, за да привлекат често един-единствен опрашващ вид. Учените приемат, че тези цветни черти биха могли да са резултат от коеволюцията, тъй като връзките са толкова специфични.

Но те са имали въпроси относно растенията, размножаващи се чрез разпръскване на семена. Как можете да прикрепите конкретни черти на плода към животно, когато много различни животни, със собствени еволюционни адаптации, взаимодействат с едни и същи плодове?

Въпреки че черти като форма са по-лесни за изучаване, без подходящи инструменти за измерване на цвета и миризмата, много изследвания разчитат на човешките възприятия и може да са пренебрегнали как другите животни могат да преживеят света.

За изследователите тези паркове в Уганда и Мадагаскар предлагаха идеалния природен експеримент. С подобни пейзажи и сродни растения, носещи различно изглеждащи плодове, които хранят животни с много различни сетивни способности, изследователите биха могли да разкрият как сетивата на животните може да са повлияли на контрастните цветове на зрелите плодове срещу листата.

Маймуните и маймуните в Уганда имат трицветно зрение като хората, а птиците имат още по-добро зрение. Но повечето лемури в Мадагаскар могат да видят само синьо-жълтия спектър - те са червено-зелени цветни слепи и разчитат повече на силните си обоняния за много поведения.

Така изследователите събирали узрели и неузрели плодове и листа и анализирали цветовете им със спектрометър. С модел, базиран на визуалния капацитет на разпръскващите семена животни, те също така определиха кой е най-вероятно да открие различни цветове на плодовете, контрастиращи спрямо асортимента от фонове.

Те откриха, че цветовете на всеки плод са оптимизирани спрямо естествения им фон, за да отговорят на изискванията на визуалните системи на техните първични разпръсквачи на семена. В Уганда плодове, контрастиращи с листа в цветове в червено-зеления спектър - казват, че червените зрънца в зелен клъстер - се появяват за птици и маймуни, чиито очи могат да ги видят.

Но в Мадагаскар плодовете със синьо-жълти контрасти - като тези жълти плодове - могат да бъдат най-добре открити от червено-зелени далтонисти лемури (и някои птици също).

Изследователите също така знаят, че лемурите посвещават големи зони на мозъка на обоняние, помагайки им да общуват помежду си и да избират партньори - често на тъмно. За тези отлични миризми може да се открои и ароматна кафява смокиня.

В проучването на аромата на д-р Нево екипът му събра стотици зрели и неузрели плодове от Раномафана - около една трета, разпръснати само от визуално предизвикани лемури, а останалите от други лемури и малкото визуално надарени птици в парка. Той подозираше, че плодовете, изядени от лемур, ще имат по-голяма разлика в миризмата след узряването им, отколкото плодовете, изядени от птици.

За да разбере, той извлича миризмите им, използвайки „полустатичната техника на главното пространство“. Запечатани в торбички за фурна, химически плодови миризми се натрупват и след това се изпомпват, улавят и анализират.

Те потвърдиха, че плодовете, разпръснати само от лемури, произвеждат повече химикали и по-голям асортимент от съединения след узряването. И в дивата природа лемурите прекарваха повече време, подушвайки същите тези плодове с големи разлики в узрелите спрямо незрелите миризми. За изследователите това предполага, че разликите могат да сигнализират: „Тук съм. Яжте ме ”на същества, които иначе вероятно не биха могли да ги видят.

Тези резултати могат да бъдат само крайни, локализирани случаи, подкрепящи хипотезата, че растенията и диспергиращите семена се развиват заедно. Но изследователите виждат допълнителни улики в отношенията между горските слонове в парка Уганда и Balanites wilsoniana, дърво, което може да не успее да оцелее без тях.

Когато узрее, д-р Валента каза, че може да разпознае миризмата на "ферментирал фитнес чорап" на големите плодове на дървото на километри. Слоновете - с огромни носове и повече обонятелни рецепторни гени от което и да е друго познато животно на Земята - поглъщат падналите плодове (може и те да се чувстват пиянски).

Само слоновете могат да погълнат плодовете и да дефекират също толкова големите семена цели. И това растение няма да се размножава, освен ако не премине през червата на слона, каза д-р Валента. Този тип взаимна зависимост се наблюдава в добре установени взаимоотношения между цветя и опрашители, но рядко се среща в отношенията между плодовете и семената. По-нататъшно проучване може да предложи допълнителни доказателства, че сетивата на животните влияят върху плодовите качества.

Палмата на пътешественика в Мадагаскар подчертава друга стратегия за рекламиране на растения, насочена към животни.

В други части на света сродни райски птици произвеждат семена с червено или жълто покритие, лесно откриваеми за птиците. Но в Мадагаскар, където дланта на пътешественика е местна, семената са блестящо сини и особено забележими за очите, вид лемур с вид на плъх-котка-прилеп с подобрена способност да открива ултравиолетова светлина, според д-р Валента.

Семената на много растения - палмата на пътешественика вероятно са включени също съдържат слабително средство, призоваващо всичко, което ги яде, да ги изгони набързо, неразградени, „с хубава купчина течен тор“, каза Джонатан Дрори, автор на „Около света през 80 г. Дървета. "

Aye-ayes и други лемури също са опрашители, използвайки силата си, за да отворят здравите опаковъчни пакети с нектар, като се гарантира, че растението може първо да произведе семена.

„Ако нещо се случи с тези лемури, тези дървета, поне в дивата природа, ще изчезнат“, каза г-н Дрори.

Взаимодействия като тези ни напомнят, че растенията са активни членове на сложна и крехка екосистема - не само пейзаж.

„Едва започваме да разбираме колко много значат растенията и животните един за друг - каза д-р Валента, - което за мен е само сигнал, че е по-важно да се запази цялото нещо непокътнато.“