Биология

Группа ученых решила выяснить истоки разноцветности цветковых растений и обнаружила, что многообразие отражаемого спектра зависело от восприятия древних опылителей — насекомых и птиц. Исследователи сравнили цветовое многообразие природного фона с особенностями цветковых растений. Оказалось, цветы, опыляемые пчелами, выделялись спектром с более короткими волнами, а цветы, опыляемые птицами, — наоборот. Ориентация на предпочтения опылителей помогала избегать конкуренции за ресурсы и определила дальнейшее развитие цветковых растений.

Опылители играют ключевую роль в жизненном цикле покрытосеменных растений. Насекомые и птицы, летая между цветками, собирают с них нектар или пыльцу, а затем переносят к другим цветкам, оплодотворяя их. Но чтобы, например, пчела или муха обратила внимание на конкретный цветок, ему нужно привлечь насекомое. Некоторые растения научились слышать своих опылителей и выделять нектар при их приближении.

Также, как показала работа 2021 года, цветы подстраиваются под предпочтения своих опылителей. Обычно цветки привлекают внимание к себе разнообразием и яркостью цветов. Но история взаимоотношений между цветоощущением опылителей и цветовым спектром растений ранее была неясна.

Международная команда исследователей выяснила, что происхождение разноцветности у цветков зависело от восприятия древних опылителей — пчел и птиц. Статья об этом опубликована в журнале Proceedings of the Royal Society.

Чтобы узнать происхождение хроматической гаммы цветковых растений, ученые решили собрать образцы фоновых материалов — камней, палок, почвы и прочего, — имитирующих природу доисторической Земли. Модельным местом выбрали Австралию. Исследователи изучили отражающую способность образцов с помощью спектрофотометра. На основе полученных данных создали базу материалов, присутствующих перед глазами насекомых более 100 миллионов лет назад — в тот период у растений появились первые цветы.

Затем авторы исследования сравнили спектр ключевых особенностей на поверхности цветов (маркерные точки) и спектр фона с помощью компьютерного моделирования. На этом этапе выяснилось, что у цветов, опыляемых птицами, пик частоты маркерных точек был правее от фона, то есть отражал более длинные волны. А у цветов, которые опыляют пчелы, все наоборот: они отражали более короткие волны, те, что левее от фонового спектра.

Учитывая уже известные данные о том, что пчелы различают короткие волны и не воспринимают красную часть видимого спектра, а птицы, напротив, чувствительны именно к этому цвету, ученые сделали вывод, что первые цветы контрастировали на прочем фоне и это облегчало ориентацию древним опылителям. В результате эволюции цветы, которые опыляли птицы, развивались в сторону длинных волн, в отличие от растений, опыляемых пчелами. Такое разделение, как отметили ученые, снижало конкуренцию за ресурсы: каждый выбирал тот цветок, который ярче всех выделялся.