Kwiaty udające muchy
Zdolność kwiatów do naśladowania seksualnie atrakcyjnych cech zapylaczy, aby zwabić je do swojego nektaru, od dawna fascynuje naukowców.
Kwiaty nie mogą kupić okularów ani peruki, aby stworzyć przebranie, więc sposób, w jaki udało im się tak przekonująco oszukać, korzystając tylko z istniejącego zestawu DNA, jest zaskakujący.
Orchidee są najbardziej znanymi kwiatami, które naśladują owady, i mogą wyglądać oraz pachnieć nieodparcie dla niczego nieświadomego owadziego Casanovy, którego krótki romans wśród płatków sprawia, że owad zostaje obładowany pyłkiem orchidei, który nieuchronnie roznosi do innych kwiatów.
Orchidee wyewoluowały tę cechę tak dawno temu i z tak dominującym sukcesem, że wszelkie osobniki bez tych cech dawno zniknęły.
Dlatego naukowcy zwrócili uwagę na południowoafrykańską stokrotkę Gorteria diffusa, której mimikra seksualna pojawiła się stosunkowo niedawno w historii ewolucji i nie występuje we wszystkich kwiatach tego gatunku.
Płatki tej stokrotki mają barwę od bladego żółtego do jaskrawo czerwono-pomarańczowego, niektóre z plamami tworzącymi krąg wokół środka kwiatu.
Wygląd tych kwiatów różni się znacznie, a u niektórych plamy przekształciły się w zielono-czarne guzki, które dla muchy wyglądają dokładnie jak jej samica, uwodzicielsko czekająca na płatkach.
Ewolucja różnorodności cech tego gatunku została niedawno zmapowana, aby określić kolejność, w jakiej ewoluowały cechy, które doprowadziły do tak przekonującego oszustwa: najpierw kolor, potem przypadkowe rozmieszczenie, a na końcu faktura.
Nowe badania, prowadzone przez ewolucyjnego biologa Romana Kellenbergera z Uniwersytetu w Cambridge, badają, jak trzy zestawy genów, które niegdyś nie miały nic wspólnego z przyciąganiem napalonych much, stały się częścią swawolnej strategii.
"Ta stokrotka nie wyewoluowała nowego genu zrób muchę", mówi biolog roślin i główny autor Beverley Glover z Uniwersytetu w Cambridge.
"Połączyła istniejące geny, które już pełnią inne funkcje w różnych częściach rośliny, aby stworzyć skomplikowaną plamę na płatkach, która oszukuje samce much."
Jeden z tych genów przenosi żelazo w roślinie, inny powoduje wzrost włosków korzeniowych, a trzeci kontroluje, kiedy powstają kwiaty.
Geny przenoszące żelazo tworzą plamy, które prowadzą zapylaczy do centrum kwiatu w zamian za nagrodę w postaci nektaru, co jest sprawdzoną strategią zapylania, na której kwiaty polegały długo przed pojawieniem się mimikry seksualnej.
Kombinacja powstałych pigmentów (karotenoidów, które tworzą żółto-pomarańczowy kolor, oraz ciemno-fioletowo-niebieskiego koloru antocyjanów) daje niebiesko-zielono-czarny odcień – dokładnie taki kolor, jaki kojarzymy z karapaksem muchy.
Zestaw genów zwykle zaangażowanych w ograniczenie produkcji kwiatów został następnie przekształcony w "wyłącznik" dla plam prowadzących do nektaru, sprawiając, że fałszywe muchy pojawiają się w pozornie przypadkowych miejscach na płatkach.
Jeśli strategią przyciągania zapylaczy jest reklamowanie nektaru kwiatu, to wyraźny pierścień plam jest swego rodzaju bilboardem informującym o miejscu do parkowania. Ale gdy strategią jest mimikra seksualna, wydaje się, że dla much mniej znaczy więcej.
Sekwencja genów zwykle zaangażowana w produkcję włosków korzeni rośliny odpowiada za rzeczywiste ożywienie atrapy, powodując trójwymiarowy kształt i fakturę plam na płatkach stokrotki przypominających muchy.
Białko, które wytwarza ten gen, EXPA, rozluźnia zwykle sztywne ściany komórek roślinnych, prowadząc do "nieodwracalnego rozszerzenia komórek". W płatku białko to sprawia, że istniejące włoski się rozszerzają, nadając jego powierzchni fakturę.
Ten gen był prawie całkowicie nieaktywny w rozwijających się liściach i nieplamistych kwiatach; był umiarkowanie wyrażany w rozwijających się korzeniach; i silnie wyrażany w rozwijających się plamistych kwiatach.
Badacze jednak wiedzą, że ten gen uczestniczy w "nadmuchiwaniu" tego, co inaczej byłoby bardziej przypominające tekturową wycinankę samicy muchy, ponieważ jest wyrażany tylko w płatkach najbardziej przekonujących kwiatów, a nawet wśród nich ekspresja jest prawie całkowicie nieobecna w płatkach bez plam lub guzków.
Można sobie wyobrazić, jak dużo więcej uwagi muszą przyciągać kwiaty z tą trójwymiarową aktualizacją.
"Samce much nie zatrzymują się długo na kwiatach z prostymi plamami, ale są tak przekonane przez te fałszywe muchy, że spędzają dodatkowy czas próbując się z nimi sparować, a przy okazji ocierają więcej pyłku o kwiat - pomagając go zapylać", mówi Kellenberger.
Złączenie trzech istniejących zestawów genów, jak się wydaje, stworzyło ewolucyjny skrót dla tych mistrzów kamuflażu.
Opiekun czterech kotów i dwóch psów. W zoologii od kilkunastu lat. Administrator licznych stron i grup internetowych zajmujących się zoologią. Nałogowo szkoli się w temacie opieki i żywienia zwierząt.
Dostawa w 3h!
Zainstaluj nasza aplikację - zamów z dostawą do domu tego samego dnia.
W aplikacji znajdziesz również przydatne rzeczy, w tym listę aktualnie pracujacych lekarzy weterynarii w Szczecinie.
