Тайная жизнь инжиров и инжирных ос

от

Если вы когда-нибудь пробовали свежий инжир, вы ощутили восхитительный результат одного из самых необычных и давних партнёрств в природе. Но инжиры, которые мы покупаем в магазинах, рассказывают лишь малую часть этой истории.

Дикие инжиры

Дикие инжиры, предки одомашненных и не участвующих в опылении плодов, которые мы едим сегодня, скрывают целый мир, невидимый невооружённым глазом. В инжире скрыта целая экосистема, построенная вокруг партнёрства, столь древнего и сложного, что оно формировало жизнь на Земле более 70 миллионов лет. Это партнёрство изучает профессор биологии Университета Мэриленда Карлос Машадо, который много лет путешествовал по миру.

«Инжиры играют центральную роль в поддержании разнообразия в тропических лесах, потому что они плодоносят круглый год, — говорит Машадо. — Их постоянная способность обеспечивать пищу и поддержку для животных делает их жизненно важными для выживания и размножения многих видов. В свою очередь, животные, которые едят инжир, распространяют семена плодов, что помогает создавать и поддерживать новые популяции инжиров и способствует общему разнообразию лесов».

Ключевой компонент экосистемы — инжирная оса

Ключевым компонентом этой сложной экосистемы является инжирная оса — насекомое меньше кунжутного семени. Несмотря на свои миниатюрные размеры, оса и её брачные привычки играют важную роль в поддержании целых экологических систем.

«Инжирный «плод» на самом деле представляет собой закрытый кластер цветов, содержащий сотни крошечных цветков, спрятанных внутри. Цветы не могут быть опылены ветром или другими насекомыми; они полностью зависят от партнёров-ос, — объясняет Машадо. — И осы так же зависят от инжиров в плане места для размножения».

Взрослые самки инжирных ос живут всего один-два дня, и за это время они должны найти инжировое дерево на определённой стадии развития. Руководствуясь химическими сигналами, которые выделяет инжир, эти крошечные насекомые, часто переносимые воздушными потоками, могут преодолевать большие расстояния, иногда более 100 миль, чтобы найти подходящую цель.

После того как самка осы находит восприимчивый инжир, она пробирается внутрь через почти закрытое отверстие в плоде, иногда теряя при этом крылья и антенны. Оказавшись внутри, самка инжирной осы опыляет цветы инжира, откладывая яйца в некоторые из них. В течение следующих нескольких недель яйца развиваются в личинки, и потомство спаривается друг с другом внутри инжира. Бескрылые самцы инжирных ос используют свои мощные челюсти, чтобы прогрызть отверстие в стенке инжира, прежде чем умереть внутри плода, позволяя крылатым самкам выбраться наружу и перенести пыльцу на другие инжиры, чтобы начать цикл заново.

Эволюция инжирных ос

По словам Машадо, инжирные осы развили чрезвычайно специализированные структуры на своём теле. Например, у насекомых появились «пыльцевые карманы» в брюшке и уникальные гребни на ногах для сбора и хранения пыльцы инжира. У некоторых видов инжирных ос даже развились плоские головы, чтобы лучше пробираться через узкие отверстия инжира.

«Отношения между инжиром и осой — один из лучших примеров взаимной зависимости в природе. Они изменились, чтобы приспособиться друг к другу, отдавая и беря друг у друга, — говорит Машадо. — Это партнёрство эволюционировало в течение миллионов лет».

Но это, казалось бы, идеальное партнёрство не всегда безупречно. Некоторые осы постепенно эволюционировали, чтобы стать «мошенниками», — проникая в инжиры и откладывая яйца, не обеспечивая взамен опыления.

В большинстве случаев инжирные деревья эволюционировали так, чтобы наказывать этих мошенников, сбрасывая неопыленные инжиры на землю, гарантируя, что осы-мошенники не выживут и не размножатся, и что они не вкладывают в них ресурсы. Однако исследовательская группа Машадо в сотрудничестве с китайскими коллегами изучает удивительный случай двух видов ос, которые эволюционировали, чтобы стать полноценными мошенниками, полностью потеряв свои структуры, переносящие пыльцу.

«Эти осы никогда не переносят пыльцу, и у них нет пыльцевых карманов, — отмечает Машадо. — Они стали исключительно не участвующими в опылении».

Это открытие предоставило Машадо и его исследовательской группе уникальный естественный эксперимент для понимания того, как эволюционные партнёрства меняются со временем и что мешает им разрушаться.

Генетические данные и эволюция

Используя передовые геномные инструменты, команда Машадо также обнаружила другие удивительные закономерности в том, как инжиры и осы эволюционировали по всему миру. Например, виды инжира не всегда строго эволюционируют вместе с конкретным партнёром-осой. Вместо этого генетические данные показали частые «переключения хозяев» — осы иногда переходят на новый вид инжира, иногда полностью вытесняя исходную инжирную осу. Хотя переключение хозяев может иногда нарушать эволюционировавшие партнёрства, оно также может привести к увеличению генетического разнообразия у инжиров-хозяев.

Не так давно группа Машадо обнаружила, что почти половина генетического материала инжирной осы из Центральной Америки организована в необычных регионах, насыщенных «прыгающими генами», генетическими элементами, которые могут перемещаться по геному и играть важную роль в эволюции. По словам Машадо, такое необычное расположение генетического материала может вызывать различные эволюционные паттерны в пределах генома одного и того же организма, что позволяет лучше понять, как состав генома влияет на эволюцию.

Машадо считает, что исторические отношения между инжиром и инжирной осой снова трансформируются по мере того, как погодные условия становятся более экстремальными, а фрагментация среды обитания увеличивается. С новыми угрозами, нарушающими хрупкий баланс между двумя партнёрами, их давнее сотрудничество может быть нарушено, что повлияет на биоразнообразие и выживание экосистем по всему миру.

«Это вызывает растущую озабоченность, — говорит Машадо. — Хотя способность ос путешествовать может помочь им сохранить генетическое разнообразие в условиях фрагментированных ландшафтов, распространение инжирных видов на север также может нарушить местные экосистемы. Некоторые интродуцированные виды инжира во Флориде уже считаются вредителями, а модели роста «душитель-инжир» могут подавлять местные деревья».

«Изучение взаимоотношений между инжиром и осой напоминает нам о том, что некоторые из самых важных вещей в природе происходят в масштабах, которые почти невозможно увидеть, но их последствия распространяются на целые экосистемы, поддерживая жизнь и процветание тропических лесов для миллионов видов, включая наш собственный».

Источник

Другие новости по теме

Другие новости на сайте