Portal stworzony dla pasjonatów florystyki
Rośliny Brassica rapa – zapylane przez trzmiele – rozwijają bardziej atrakcyjne kwiaty. Ta ewolucja jest jednak zagrożona, jeśli gąsienice zaatakują roślinę w tym samym czasie.
W eksperymencie dotyczącym ewolucji szklarni naukowcy z Uniwersytetu w Zurychu pokazali, jak bardzo wpływ na siebie mają zapylacze i szkodniki.
W naturze rośliny oddziałują z całym szeregiem organizmów, kierując ewolucją ich specyficznych cech. Podczas gdy zapylacze wpływają na cechy kwiatowe i rozmnażanie, owady roślinożerne wzmacniają mechanizmy obronne rośliny. Teraz botanicy z Uniwersytetu w Zurychu zbadali, w jaki sposób te różne interakcje wpływają na siebie nawzajem i jak szybko rośliny przystosowują się, gdy kombinacja selektywnych czynników, z którymi wchodzą w interakcje, zmienia się.
Eksperymentalna ewolucja w czasie rzeczywistym
W dwuletnim eksperymencie dotyczącym szklarni Florian Schiestl, profesor w Departamencie Systematycznej i Ewolucyjnej Botaniki UZH oraz kandydat na doktora Sergio Ramos, wykazali silną zależność między skutkami owadów zapylających i roślinożernych. Do eksperymentu używali Brassica rapa, rośliny blisko spokrewnionej z rzepakiem, oddziałującej z trzmielami i gąsienicami jako selektywnymi środkami. W ciągu sześciu pokoleń poddali cztery grupy roślin różnym zabiegom: tylko zapylanie pszczół, zapylanie pszczół roślinożercami (gąsienice), zapylanie rąk bez roślinożerców oraz zapylanie rąk roślinożercami.
Równowaga między siłą a obroną
Po tym doświadczalnym badaniu ewolucji rośliny, zapylanie przez trzmiele bez roślinożernych były najbardziej atrakcyjne dla zapylaczy: wyewoluowały bardziej pachnące kwiaty, które były zwykle większe. – Te rośliny dostosowały się do preferencji pszczół podczas eksperymentu – wyjaśnia Sergio Ramos. Natomiast rośliny zapylane przez pszczoły z roślinnością były mniej atrakcyjne, z wyższymi stężeniami toksycznych metabolitów obronnych i mniej pachnącymi kwiatami, które były zazwyczaj mniejsze. – Gąsienice zagrażają ewolucji atrakcyjnych kwiatów, ponieważ rośliny przeznaczają więcej zasobów na obronę – mówi Ramos.
Połączony wpływ na reprodukcję
Silna wzajemna zależność między skutkami pszczół i gąsienic była również widoczna w cechach reprodukcyjnych roślin: w trakcie ich ewolucji, rośliny zapylane przez pszczoły rozwinęły tendencję do spontanicznego samozapylenia, gdy były równocześnie uszkodzone przez gąsienice. Rośliny zaatakowane przez gąsienice rozwinęły mniej atrakcyjne kwiaty, co wpłynęło na zachowanie pszczół i słabiej zapylały te kwiaty.
Lepsze zrozumienie mechanizmów ewolucji
Badanie pokazuje znaczenie efektów interaktywnych w ewolucji różnorodności. Jeśli połączenie selektywnych czynników zmienia się, na przykład poprzez utratę siedlisk, zmiany klimatu lub spadek zapylaczy, może to spowodować szybką zmianę ewolucyjną w roślinach. – Zmiany środowiskowe spowodowane przez ludzi wpływają na ewolucyjny los wielu organizmów. Ma to wpływ na stabilność ekosystemu, utratę różnorodności biologicznej i bezpieczeństwo żywności – mówi Florian Schiestl. Uważa, że zrozumienie tych mechanizmów nigdy nie było ważniejsze niż obecnie.
