«Громкие» цветки и «тихие» стебли растений, опыляемых летучими мышами

Мы часто встречаем растения, яркие цветки которых привлекают насекомых — бабочек, жуков и пчел. Но как быть, если твой основной опылитель прилетает исключительно ночью, а значит, не ориентируются на зрительные сигналы при поиске пищи? С такой проблемой сталкиваются растения, которые «полагаются» на летучих мышей для переноса своей пыльцы. Ученые называют эту экологическую группу кироптерофилами.

Им необходимо сообщить опылителю о своем местоположении, отправив понятный животному сигнал. Решающую роль здесь играет способность летучих мышей к эхолокации. Чтобы определить положение объекта в пространстве, животное испускает высокочастотный крик, и через некоторое время сигнал приходит обратно, отразившись от цели. Уловив эхо с помощью крупных ушных раковин и плоского носового хряща, летучая мышь определяет расстояние, на котором находится объект, по времени возвращения звуковой волны.

Ориентируясь на результаты уже проведенных исследований, мы можем с уверенностью сказать, что эта способность позволяет добывать пищу не только хищным летучим мышам, но и их сородичам-опылителям, которые питаются нектаром. Так, исследование, проведенное Ральфом СаймономБиолог, исследователь в области биоакустики и взаимодействия растений с опылителями, работающий в Университете Ульма (Германия). и его коллегами в тропических лесах Нового Света, показало, что акустические свойства цветков кироптерофильных растений отличаются от таковых у растений, опыляемых другими животными.

Такую особенность ученые связывают с плотным восковым покрытием на цветках кироптерофилов. Скорее всего, оно увеличивает сопротивление цветка звуковой волне по сравнению с сопротивлением воздуха в пустом пространстве, что позволяет эффективнее привести опылителя к цели.

Также было установлено, что цветки опыляемых летучими мышами растений гораздо менее разнообразны по форме, чем цветки растений, опыляемых насекомыми и птицами. Предположительно ограниченное число форм — еще одна акустическая адаптация, позволяющая повысить узнаваемость цветков для опылителя в темноте.

Но «громкий» цветок — это не единственный способ помочь летучей мыши себя обнаружить. Кироптерофильные кактусы Южной Америки иначе адаптировались к особенностям своего опылителя. Они формируют вокруг соцветий специальную зону с мелкими волосками, называемую цефалиумом. Ботаники высказывали самые разные предположения о значении такой структуры, среди которых и потенциальная защита от сильного ультрафиолетового излучения, и возможная попытка отпугнуть травоядных животных.

Уже известный нам Ральф Саймон и его коллеги решили проверить гипотезу, согласно которой звуко-поглащающая структура цефалиума может способствовать легкому распознаванию цветка летучей мышью, так как звуко-отражающий бутон, вероятно, выгодно выделяется на ее фоне. В ходе работы с кактусами и их основным опылителем — Бесхвостым длинноносом —  было доказано, что зона цефалиума действительно отражает гораздо меньше звуковой энергии по сравнению с непокрытой волосками частью растения. Особенно эта разница велика для частот, ассоциированных с криком летучей мыши.

В ходе дополнительного эксперимента исследователи прикрепили цветок на неспециализированную часть стебля и снова провели акустический анализ. При таком расположении звуковой ответ цветка сливался с его окружением, эта часть растения буквально становилась «невидимой» для обнаружения с помощью эхолокации. Размышляя о полученных результатах, ученые предположили, что цефалиум изначально эволюционировал как защитная структура, но затем приобрел новую или дополнительную роль.

Использование акустических сигналов — лишь одна из множества адаптаций кироптерофильных растений к сотрудничеству с летучими мышами, но уже только этот аспект заставляет удивиться изобретательности природы и задуматься о том, насколько велико значение таких отношений для экосистемы.