Storczyki – piękne oszustki. Jak kwiaty manipulują owadami i co z tego mają?
Choć kojarzymy je głównie z eleganckimi doniczkami, storczyki w naturze prowadza skomplikowaną grę z zapylaczami – oferując im wosk, zapach i… iluzję.
Storczyki to nie tylko eleganckie rośliny doniczkowe zdobiące nasze parapety. W naturalnym środowisku te niezwykłe organizmy prowadzą skomplikowaną i wyrafinowaną grę ewolucyjną. Międzynarodowy zespół naukowców udowodnił, że wiele gatunków storczykowatych manipuluje zachowaniem zapylaczy, oferując im iluzję, zapach oraz biologiczne sztuczki zamiast klasycznego nektaru.
Badania naukowe prowadzone w tropikalnych regionach z udziałem prof. dr hab. Małgorzaty Stpiczyńskiej z Ogrodu Botanicznego Uniwersytetu Warszawskiego rzucają zupełnie nowe światło na to, jak działa zapylanie storczyków. Okazuje się, że kwiatowe oszustwa storczyków są znacznie bardziej złożone, niż dotychczas sądzono w świecie biologii.
– „Storczykowate osiągnęły w tym zakresie prawdziwe mistrzostwo” – podkreśla prof. dr hab. Małgorzata Stpiczyńska.
Jak zapylane są storczyki? Nowe odkrycia biologiczne przeczą podręcznikom
Szkolny schemat opisywany w podręcznikach biologii zakłada prostą relację: owad odwiedza kwiat, pobiera słodki nektar, a przy okazji nieświadomie przenosi pyłek, umożliwiając rozmnażanie rośliny. Jednak rodzina storczykowatych (Orchidaceae), licząca ponad 25 tysięcy opisanych gatunków występujących na niemal wszystkich kontynentach, całkowicie łamie te reguły. Szczególnie bogate w unikalne formy są tropikalne lasy Ameryki Południowej i Środkowej.
Naukowcy odkryli, że w wielu przypadkach tradycyjna „zapłata” za zapylanie w postaci pokarmu w ogóle nie występuje. Zamiast tego storczyki potrafią oszukiwać owady, oferując im zamiast pożywienia substancje o charakterze czysto użytkowym.
– „Niektóre storczyki oferują wosk lub olejki eteryczne. Pszczoły storczykowe zbierają je do produkcji feromonów, natomiast samice innych gatunków używają wosków i żywic do budowy gniazd” – wyjaśnia badaczka z Uniwersytetu Warszawskiego.
Wosk oraz żywice pomagają zabezpieczać gniazda przed wilgocią, a dodatkowo zawierają związki organiczne ograniczające rozwój szkodliwych grzybów i drobnoustrojów. Oznacza to, że ewolucyjna relacja między rośliną a zapylaczem wykracza daleko poza prosty schemat „jedzenie za usługę”.
Kwiatowe oszustwa storczyków: Pseudokopulacja i imitacja grzybów
Najbardziej zdumiewającym aspektem przetrwania tych roślin są sytuacje, w których zapylacze odlatują z kwiatu z absolutnie niczym. Rośliny beznektarowe wykorzystują naturalne instynkty, popędy oraz biologiczne potrzeby owadów, wprowadzając je w błąd za pomocą perfekcyjnej mimikry.
– „Oszustwa kwiatowe polegają na imitacji nagród kwiatowych (nektaru, pyłku) lub podobieństwa do gatunków nektarujących, kwitnących w bliskim sąsiedztwie storczyków beznektarowych” – tłumaczy prof. Stpiczyńska.
W toku ewolucji wykształciły się dwie spektakularne metody manipulacji:
- Pseudokopulacja: Wybrane storczyki idealnie imitują kształt, ubarwienie oraz zapach samic konkretnych gatunków owadów. Samce, zwiedzeni tą iluzją, próbują kopulować z płatkami kwiatu, przez co na ich ciała zostaje zaaplikowany pyłek, który następnie przenoszą na kolejną roślinę.
- Imitacja owocników grzybów: Storczyki z rodzaju Dracula swoim wyglądem i zapachem przypominają leśne grzyby. Muchówki poszukujące idealnego miejsca do złożenia jaj dają się oszukać i masowo odwiedzają te kwiaty, realizując cel reprodukcyjny rośliny.
Badania naukowe w Brazylii: Co zarejestrowały cyfrowe kamery?
Przełomowe wnioski są efektem wielotygodniowych, rygorystycznych analiz terenowych przeprowadzonych w bagiennych lasach w okolicach Guatapary w południowo-wschodniej Brazylii. Międzynarodowy zespół badawczy poświęcił około 180 godzin na bezpośrednie obserwacje ekosystemu.
– „Rejestrowaliśmy odwiedziny zapylaczy kamerami cyfrowymi, analizowaliśmy budowę kwiatów, struktur wydzielniczych i ich zapach. Prowadziliśmy również analizy histochemiczne, wykrywające obecność związków chemicznych w strukturach nagradzających” – relacjonuje prof. Małgorzata Stpiczyńska.
Kluczowym sukcesem projektu było udowodnienie, jak wielką rolę w procesie wabienia odgrywa wosk, który wcześniejsze opisy naukowe często ignorowały, skupiając się niemal wyłącznie na obecności nektaru.
Passiflora właśnie kwitnie. Jak dbać o męczennicę, by cieszyć się kwiatami aż do jesieni?
Biologiczne dostrajanie sygnałów i wpływ kryzysu klimatycznego
Ewolucyjny sukces storczyków tkwi w ich ekstremalnie wąskiej specjalizacji. Dane gatunki potrafią idealnie dopasować swój profil biochemiczny do jednego, konkretnego rodzaju zapylacza – czy to określonej muchówki, motyla, czy pszczoły.
– „Rośliny potrafią dokonywać selekcji gości kwiatowych, np. zmieniając skład chemiczny zapachu lub dodając metabolity o działaniu psychoaktywnym” – zauważa badaczka.
Ta niesamowita specjalizacja ma jednak swoje wady. Ponieważ przetrwanie storczyków w naturze zależy od obecności konkretnych owadów i nienaruszonych nisz ekologicznych, rośliny te są niezwykle wrażliwe na wszelkie zmiany antropogeniczne.
– „Storczyki to rośliny rzadkie i narażone na wyginięcie. Ich sukces reprodukcyjny często zależy od zapylaczy, które także wymagają ochrony – zwłaszcza w dobie kryzysu klimatycznego” – podsumowuje prof. dr hab. Małgorzata Stpiczyńska.
Najnowsze wyniki prac międzynarodowego zespołu opublikowało prestiżowe czasopismo naukowe „The Science of Nature”. Badacze już teraz zapowiedzieli rozszerzenie projektu. Kolejne analizy laboratoryjne i terenowe obejmą około 40 kolejnych gatunków storczyków, co pozwoli jeszcze dokładniej opisać mechanizmy biologicznego zwodzenia zwierząt.
Źródła: The Science of Nature, serwisnaukowy.uw.edu.pl
Czytaj więcej
