В природе более привычны трофические отношения, когда животные поедают растения. Но в некоторых случаях в бедных питательными веществами средах, все может происходить наоборот: хищные растения берут необходимые минеральные вещества для жизнедеятельности и размножения из животных, которых захватывают, приманивая к себе.
Считается, что хищничество одиннадцать раз возникало независимо у разных групп растений, которых теперь насчитывается несколько сотен видов. В основном мы представляем «плотоядных», как тропических, причудливой формы существ, но они могут иметь совсем неэкзотический вид, а настолько обычный, что даже ученые в течение десятилетий не замечают их хищной натуры. Так случилось и с растением, описанным в новой работе ученых из Университета Британской Колумбии и Университета Висконсина в Мэдисоне.
Что это за растение?
Речь идет о небольшом травянистом растении семейства Тофильдиевых Triantha occidentalis, распространенном на западе Северной Америки в бедных на питательные вещества средах, например, на болотах. В период цветения оно формирует длинный, до 80 сантиметров цветонос с многочисленными крошечными волосками, выделяющими липкую субстанцию и имеющие красноватый цвет, чем подозрительно похожи на росянок, с которыми часто делят территорию.
Однако T. occidentalis не считали хищным, поскольку ее липкие волоски расположены близко к цветам. Большинству хищных растений это нехарактерно, поскольку кажется не слишком выгодным, если потенциальные насекомые опылители прилипнут к растению, так и не передав пыльцу.
Сомнения относительно питания усилились после проведения молекулярно-генетического исследования эволюции ряда Частухоцветных, в число которых входит и T. occidentalis. Выяснилось, что у T. occidentalis отсутствуют некоторые гены, как и у многих других хищных растений. В частности те, что отвечают за возможность фотосинтеза в средах с изменчивым освещением. В дальнейшем ботаники провели эксперимент с T. occidentalis, чтобы выяснить, действительно ли оно питается животными.
Ученые пометили плодовых мушек изотопом азота, редко встречающимся в природе, и дали их на болоте на съедение десяти T. occidentalis и десяти растениям подобного размера, которые точно не хищные — Erigeron peregrinus. Они наблюдали за тем, перейдут ли изотопы от насекомых к растениям, что свидетельствовало бы о том, что насекомых съели.
Что показало исследование?
Через две недели изотопы азота с плодовых мушек обнаружили в стеблях, листьях и плодах T. occidentalis, но их не было в частях Erigeron peregrinus. По подсчетам ученых, 64% азота в T. occidentalis исходило из помеченных дрозофил. Дальнейшие опыты показали, что волоски растения выделяют фермент фосфатазу, позволяющий добывать питательные вещества из насекомых и свойственный другим хищным растениям. Авторы считают исследования подтверждением идеи, что T. occidentalis является хищником. Таким образом, оно является первым открытым частично хищным растением (поскольку липкие волоски имеются только в период цветения) из Частухоцветных, но, возможно, не последним.
Относительно того, почему ловчие приспособления расположены так близко к цветам, то ученые имеют свое объяснение. По их мнению, липкие волоски способны захватывать только небольших насекомых, а большие опылители, например, бабочки и пчелы, не слишком прилипают и могут легко освободиться.