Ботаники обнаружили у многолетней лианы Dioscorea melanophyma, распространенной на юго-западе Китая, необычный способ расселения. D. melanophyma отказалась от производства плодов и семян и размножается исключительно вегетативным путем, за счет воздушных луковичек.
Исследователям удалось продемонстрировать, что эти структуры, окрашенные в блестящий черный цвет, имитируют ягоды других местных растений и тем самым привлекают питающихся ими птиц. Пернатые проглатывают луковички и выводят их из организма неповрежденными вместе с пометом, после чего те благополучно прорастают вдали от родительского растения. Результаты исследования опубликованы в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.
Многие растения расселяются за счет животных, которые поедают их мясистые плоды и выводят проглоченные семена из пищеварительной системы вдали от родительского экземпляра. Эту стратегию называют эндозоохорией. Однако для тех растений, что в основном полагаются на вегетативное размножение
, такой способ расселения подходит плохо. Дело в том, что в отличие от плодов, образующихся при половом размножении, вегетативные диаспоры не формируют питательной мякоти, которая могла бы привлечь животных. Лишь у нескольких видов ряски
(Lemna) дочерние экземпляры благодаря очень мелкому размеру способны распространяться путем эндозоохории: водоплавающие птицы проглатывают их целиком и выводят из организма с пометом.
Команда ботаников под руководством Гао Чена (Gao Chen) из Куньминского ботанического института Китайской академии наук обнаружила среди растений еще один пример сочетания вегетативного размножения с эндозоохорией. В центре внимания исследователей оказалась диоскорея Dioscorea melanophyma — дикорастущая родственница ямсов, распространенная в горах на юго-западе Китая и в соседних регионах на западе Гималаев. Эта многолетняя лиана полностью отказалась от полового размножения и не производит жизнеспособных семян. Вместо этого она размножается вегетативно — с помощью воздушных луковичек (бульбочек), которые напоминают блестящие черные
ягоды.
Ученые предположили, что воздушные луковички D. melanophyma мимикрируют под ягоды, чтобы плодоядные птицы по ошибке склевывали их и затем распространяли с пометом. Для проверки гипотезы исследователи сравнили эти структуры с ягодами 27 других видов растений, произрастающих в той же местности. Оказалось, что у бульбочек D. melanophyma очень широкий диапазон размеров, благодаря этому воздушные луковички могут имитировать как мелкие, так и крупные ягоды и привлекать больше распространителей. Воспользовавшись спектральным анализом, авторы также продемонстрировали, что окраска поверхности бульбочек D. melanophyma соответствует окраске черных ягод. А дополнительное моделирование, учитывающие особенности зрительного восприятия птиц, показало, что пернатые не способны по внешнему виду отличить воздушные луковички этого растения от ягод по крайней мере 15 симпатрических видов.
Чтобы выяснить, действительно ли птицы поедают воздушные луковички D. melanophyma, исследователи разместили автоматические камеры около 27 экземпляров этих растений. За три года работы устройства удалось 204 раза запечатлеть воробьинообразных птиц 22 видов, привлеченных бульбочками. В основном это были бурогрудые бюльбюли (Pycnonotus xanthorrhous). Около 82 процентов таких случаев пришлось на октябрь — февраль, когда настоящих ягод мало. В 99 случаях пернатые съели или скормили птенцам по крайней мере одну воздушную луковичку. В общей сложности камеры отследили судьбу 2994 бульбочек, 390 из которых заинтересовали птиц, а 147 были ими съедены.
Затем исследователи провели серию экспериментов с бурогрудыми бюльюлями, которые содержались в неволе. Сначала им одновременно предлагали по 10 воздушных луковичек D. melanophyma и по 10 похожих на них ягод черного паслена (Solanum nigrum), при этом склеванные луковички или ягоды заменяли новыми. В результате выяснилось, что бюльбюли поедают настоящие ягоды намного чаще, чем бульбочки (p < 0,05). Птицы не распознавали воздушные луковички визуально, однако чаще выбрасывали их после того, как взяли в клюв, вероятно, почувствовав подвох (p < 0,05). Во время второго опыта авторы не заменяли склеванные луковички и ягоды новыми — так они имитировали дефицит пищи в зимние месяцы. В таких условиях бюльбюли поедали бульбочки и настоящие ягоды одинаково часто (p = 0,68). Эксперименты подтвердили, что хотя птицам не очень нравятся воздушные луковички D. melanophyma, время от времени они все же кормятся ими, особенно когда настоящих ягод мало.
На финальной стадии работы ученые проверили, способны ли воздушные луковички D. melanophyma пережить пребывание в пищеварительном тракте птиц. Для этого члены команды скормили бурогрудым бюльбюлям 314 бульбочек. Почти все они — за исключением трех — впоследствии были обнаружены в птичьем помете непереваренными. В среднем луковички пребывали в пищеварительном тракте пернатых по 24,3 минуты. По оценкам авторов, этого достаточно для их расселения на медианное расстояние в 230 метров (а в некоторых случаях — более чем на 750 метров). Затем исследователи посадили 77 бульбочек, извлеченных из помета бюльбюлей, в естественной среде обитания. В качестве контроля здесь же они высадили 112 бульбочек, которые птицы не проглотили. В первой группе проросли 86,5 процента воздушных луковичек, а во второй — 92 процента.
Результаты исследования подтверждают, что воздушные луковички D. melanophyma мимикрируют под ягоды, чтобы обманом привлекать птиц и распространяться с их помощью. Таким образом, этому виду растений удалось обойти ограничения, которые переход к вегетативному размножению накладывает на способность к расселению.
https://nplus1.ru/news/2026/01/16/dioscorea-melanophyma |
