Папоротники стали подкупать муравьев нектаром: исследование объясняет причины

Папоротники стали подкупать муравьев нектаром: исследование объясняет причины
Если вы обратите внимание на растения в своём саду, парке или даже на кухне, то, возможно, заметите следы повреждений. Гусеницы могут обгрызать листья, а мучнистые червецы — высасывать соки. Это свидетельствует о том, что животные постоянно воздействуют на растения.

Растениям не выгодна травоядность, поэтому они развили множество защитных механизмов, таких как физическое и химическое оружие. Например, кактусы имеют шипы, а травы, такие как мята, лаванда и розмарин, выделяют летучие вещества, которые отпугивают травоядных.

Некоторые растения подкупают защитников — муравьёв, выделяя сладкий нектар. Обычно нектар ассоциируется с цветами, которые привлекают опылителей. Однако существуют и внефлоральные нектарницы, производящие нектар для муравьёв, которые защищают растения от вредителей.

В рамках исследования эволюционной биологии растений мы, коллеги из Института Бойса Томпсона и Корнельского университета, изучали эволюцию защитных механизмов папоротников и цветковых растений, которые подкупают муравьёв. Наше исследование показало, что 130 миллионов лет назад, в меловом периоде, у папоротников и цветковых растений примерно одновременно развились нектарные железы для привлечения муравьёв. Это время интересно тем, что оно было ранним для цветковых растений, но поздним для папоротников.

Растения являются основным источником пищи на Земле, поэтому травоядность неизбежна и создаёт проблемы для многих отраслей, от садоводства до сельского хозяйства. Понимание защиты растений важно для борьбы с вредителями и обеспечения продовольственной безопасности.

Эволюция стратегий защиты, опосредуемых муравьями, связала растения и муравьёв, приводя к коэволюции. Цветковые растения начали формировать тесные связи с муравьями в меловом периоде, эволюционируя вместе с ними. Папоротники, изначально наземные растения, позже присоединились к деревьям в качестве эпифитов, ближе к обитающим на деревьях муравьям. Это способствовало развитию нектарников у папоротников.

Наше исследование выявило важные аспекты защиты растений, но оставило вопросы без ответа. Специализируются ли муравьи на папоротниках или они универсальны? Как растения изначально развили способность производить внецветковый нектар? Совпадают ли гены и химический состав нектарников папоротников и цветковых растений?

Эти вопросы требуют дальнейших исследований, которые могут привести к разработке новых программ разведения растений, уменьшающих потребность в пестицидах.