Биологи нашли мох, завлекающий насекомых-опылителей при помощи запаха

Рогозубый мох использует примитивных насекомых ногохвосток в качестве опылителей, привлекая их при помощи специфического запаха, что роднит эти примитивнейшие организмы с цветочными растениями, стоящими на вершине эволюции, заявляют американские биологи в статье, опубликованной в журнале Nature.

Многие растения выработали сложную систему опознавательных сигналов, задействованных в процессе обмена нектара на услуги опылителей. В их число входят особая форма и окраска цветка, химический состав нектара и особый запах, позволяющий насекомым безошибочно находить нужные соцветия. Считается, что такие приспособления появились только у цветочных растений и отсутствуют у более примитивных организмов - голосеменных, папоротников и плаунов, а также мхов.

Группа биологов под руководством Сары Эппли (Sarah Eppley) из Государственного университета Портлэнда (США) выяснила, что это далеко не так, проследив за взаимоотношениями между рогозубым мхом (Ceratodon purpureus) и примитивными членистоногими из отряда ногохвосток (Collembola).

Эппли и ее коллеги изучили наборы летучих веществ, которые выделяют женские и мужские ростки Ceratodon purpureus в сезон размножения. Эксперимент показал, что женские растения вырабатывали гораздо больше летучих веществ, чем мужские кустики мха.

Ученые проанализировали химический состав "женских" феромонов мха и попытались найти аналоги среди других соединений, вырабатываемых прочими видами растений. Оказалось, что некоторые из них были идентичны по своей структуре и химическим свойствам тем веществам, которые цветочные "кузены" мхов используют для приманивания опылителей.

Биологи предположили, что в случае с Ceratodon purpureus такую роль могут играть ногохвостки - простейшие насекомые, появившиеся на земле примерно в одно время с первыми мхами, в Ордовикском периоде (488-443 миллиона лет назад). Они проверили эту гипотезу при помощи несложного эксперимента. Авторы статьи вырастили несколько ростков Ceratodon purpureus и высадили в одной половине клетки мужские кусты мха, а в другой - женские. Через несколько дней ученые запустили в сосуд ногохвосток и проследили за их поведением. Большинство насекомых устремилось к женским росткам мха.

Затем Эппли и ее коллеги попытались выяснить, помогают ли насекомые опылять растения. Для этого ученые разделили популяцию Ceratodon purpureus на две группы, одна из которых обитала в условиях повышенной влажности, а другая - в сухих сосудах. В половину клеток из каждой группы исследователи посадили насекомых и проследили за тем, как их присутствие повлияло на число оплодотворенных женских спор.

Как объясняют биологи, мхи крайне плохо размножаются при отсутствии влаги в почве и на стебле растений, так как мужские половые клетки могут передвигаться только в присутствии капель воды. Появление дополнительных опылителей должно повысить число успешных оплодотворений и в том и другом случае. Как и ожидали ученые, ногохвостки увеличили число успешных размножений, как в сухих сосудах, так и в условиях высокой влажности. Это доказывает, что данные насекомые являются опылителями рогозубого мха.

С другой стороны, пока остается неясной причина такого поведения ногохвосток - привлекают ли насекомых сами споры Ceratodon purpureus или женские ростки заманивают их сладким нектаром или жирными кислотами. Ученые планируют найти причину этого в своей следующей работе.