ЛЕТИ, ЛЕПЕСТОК: как цветы эволюционируют из-за глобального потепления

Иллюстрация: Gravure sur bois de Flammarion, 1888

 

Изменения климата заставляют адаптироваться все живое. Миллионы лет животные и растения осваивали новые территории, меняли сезоны размножения, приспосабливались к жаре и холоду.

Однако речь не всегда идет о миллионах или даже тысячах лет — эволюция происходит у нас на глазах. За последние 75 лет цветы по всему миру адаптировались к повышению температуры и снижению содержания озона.

Как объясняют экологи из Университета Клемсона в США, лепестки цветов содержат ультрафиолетовые пигменты, которые привлекают опылителей и служат чем-то вроде солнцезащитного крема для растений. Это необходимо потому, что ультрафиолетовое излучение может повредить пыльцу цветка, а значит — снизить его шансы на размножение.

Однажды эколог по растениям Мэтью Коски и его коллеги обнаружили, что цветы, которые растут на больших высотах или ближе к экватору, содержат больше защитного пигмента, потому что сталкиваются с большим количеством УФ-излучения.

Тогда ученые задались вопросом: влияет ли на адаптацию растений повреждение озонового слоя и изменение температуры на Земле? Иными словами, может ли человек стать причиной эволюции цветочных лепестков?

Экологи нашли коллекцию растений 1941 года. Она содержала экземпляры из Северной Америки, Европы и Австралии — всего 1238 цветов сорока двух видов.

Исследователи сфотографировали лепестки цветов одного и того же вида, собранные в 1941 и 2017 годах, с помощью ультрафиолетовой камеры. Затем они сопоставили снимки с данными о температуре воздуха и уровне озона.

Во всех уголках мира количество пигмента в лепестках выросло в среднем на 2%. Эта цифра не кажется впечатляющей, но на самом деле, она показывает, что адаптация растений произошла буквально за три человеческих поколения.

Цветы, похожие на блюдца, например, лютики, у которых тычинки открыты для ветра и опылителей, повышали количество УФ-пигмента, особенно, если росли в тех регионах, где падал уровень озона.

Но цветы, чья пыльца прикрыта слоем лепестков, как например, у пузырчатки, снизили дозу «защитного крема» при повышении температуры воздуха, вне зависимости от того, что происходило с озоном.

С точки зрения исследователей, это имеет свои причины: тычинки, укутанные лепестками, лучше защищены от воздействия ультрафиолета, но те же самые лепестки могут создавать своеобразную теплицу.

Чем жарче вокруг, тем больше вероятность, что пыльца просто «сварится» в уютном коконе. Поэтому растению приходится снижать долю УФ-пигмента, чтобы не перегреваться.

Для человеческого глаза такие изменения не видны. Но на них реагируют опылители: пчелы, бабочки и даже колибри. Мэтью Коски объясняет, что большая часть опылителей любит цветы с неравномерным «рисунком» УФ-пигмента: кончики лепестков отражают УФ-излучение, а сердцевина прямо «светится» от концентрации пигмента.

Ученые до конца не знают, почему у насекомых такой вкус. Возможно, этот рисунок помогает им отличать цветы от окружающего фона.

Получается, что растения, которые равномерно насыщают лепестки усиленными дозами пигмента, становятся менее заметными для опылителей. Еще пара сотен лет такой адаптации, и насекомые просто перестанут их замечать.

При этом озоновый слой критически важен для всего живого: он появился в атмосфере Земли 1,85-0,85 млрд лет назад, и лишь после этого первая жизнь смогла выйти на сушу. Сегодня содержание озона продолжает падать, а температура воздуха в XXI веке может вырасти на 0,3-1,7 ^оС по самому оптимистичному сценарию и на 2,6-4,8 ^оС, согласно самому печальному.