Tajemnicze ultrafioletowe kolory słoneczników przyciągają owady zapylające i chronią wodę

słonecznikowe kolory ultrafioletowe 2 25
 Dla zapylaczy, które widzą w ultrafiolecie, słoneczniki mają dodatkową gamę kolorów. (Unsplash/Marco de Hevia), CC BY-SA

Kwiaty są jednym z najbardziej uderzających przykładów różnorodności w przyrodzie, prezentując niezliczone kombinacje kolorów, wzorów, kształtów i zapachów. Od kolorowych tulipanów i stokrotek, po pachnące frangipani i olbrzymy, śmierdzące zgniłe kwiaty trupa. Różnorodność i różnorodność jest zdumiewająca — rozważ orchidea w kształcie kaczki.

Ale o ile potrafimy docenić piękno i różnorodność kwiatów, to dosłownie nie jest przeznaczony dla naszych oczu.

Celem kwiatów jest przyciąganie zapylaczy i to właśnie dla ich zmysłów kwiaty zaspokajają. Wyraźnym tego przykładem są wzory ultrafioletowe (UV). Wiele kwiatów gromadzi w swoich płatkach pigmenty UV, tworząc niewidoczne dla nas wzory, ale większość zapylaczy to widzi.

Rozdźwięk między tym, co widzimy, a tym, co widzą zapylacze, jest szczególnie uderzający w przypadku słoneczników. Pomimo ich ikonicznego statusu w kulturze popularnej (o czym świadczy prawdopodobnie wątpliwy zaszczyt bycia) jeden z zaledwie pięciu gatunków kwiatów z dedykowanym emoji), nie wydają się najlepszym przykładem różnorodności kwiatów.

Jak owady widzą świat?

Inne światło

To, co powszechnie uważamy za pojedynczy słonecznik, to w rzeczywistości skupisko kwiatów, zwane kwiatostanem. Wszystkie dzikie słoneczniki, których jest około 50 gatunków w Ameryce Północnej, mają bardzo podobne kwiatostany. Naszym oczom ich języczki (powiększone, zrośnięte płatki zewnętrznego okółka różyczki w kwiatostanie słonecznika) są takie same, znajome, jasnożółte.

Jednak patrząc w widmie UV (to znaczy poza rodzajem światła, które widzą nasze oczy), sprawy mają się zupełnie inaczej. Słoneczniki gromadzą pigmenty pochłaniające promieniowanie UV u podstawy języczków. W całym kwiatostanie daje to Wzór w dziesiątkę UV.

W ostatnim badaniu porównaliśmy prawie 2,000 dzikich słoneczników. Odkryliśmy, że wielkość tych dziesiątek UV jest bardzo zróżnicowana, zarówno pomiędzy gatunkami, jak i wewnątrz nich.

Gatunkiem słonecznika o najbardziej ekstremalnej różnorodności w wielkości dziesiątek UV jest Helianthus annuus, słonecznik pospolity. H. annuus jest najbliższy dziki krewny słonecznika uprawnego, i jest najszerzej rozpowszechnionym dzikim słonecznikiem, rosnącym prawie wszędzie między południową Kanadą a północnym Meksykiem. Podczas gdy niektóre populacje H. annuus mają bardzo małe dziesiątki UV, w innych obszar pochłaniający promieniowanie ultrafioletowe obejmuje cały kwiatostan.

Przyciąganie zapylaczy

Dlaczego jest tak duża różnorodność? Naukowcy byli świadomy kwiatowych wzorów UV przez długi czas. Niektóre z licznych podejść, które zastosowano do badania roli tych wzorców w przyciąganiu zapylaczy, były dość pomysłowe, w tym wycinanie i wklejanie płatków or powlekanie ich kremem przeciwsłonecznym.


 Otrzymuj najnowsze wiadomości e-mail

Tygodnik Codzienna inspiracja

Kiedy porównaliśmy słoneczniki z różnymi tarczami UV, odkryliśmy, że zapylacze były w stanie odróżnić je od preferowanych roślin ze średnimi tarczami UV.

Nie wyjaśnia to jednak całej różnorodności we wzorcach UV, którą zaobserwowaliśmy w różnych populacjach dzikich słoneczników: jeśli średnie promienie UV przyciągają więcej zapylaczy (co jest wyraźnie i korzyść), dlaczego istnieją rośliny z małymi lub dużymi promieniami UV?

rozumienie ultra gwałtownego światła2 25
 Słoneczniki z różnymi wzorami UV w dziesiątkę, tak jak je widzimy (u góry) i jak pszczoła może je zobaczyć (na dole). (Marco Todesco), Autor pod warunkiem

Inne czynniki

Chociaż przyciąganie zapylaczy jest wyraźnie główną funkcją cech kwiatowych, istnieje coraz więcej dowodów na to, że czynniki niezapylające temperatura lub zwierzęta roślinożerne mogą wpływać na ewolucję cech, takich jak kolor i kształt kwiatu.

Znaleźliśmy pierwszą wskazówkę, że może to dotyczyć również wzorów UV w słonecznikach, gdy przyjrzeliśmy się, jak ich zmienność jest regulowana na poziomie genetycznym. Pojedynczy gen, HaMYB111, odpowiada za większość różnorodności wzorów UV, które widzimy w H. annuus. Ten gen kontroluje produkcję rodziny chemikaliów zwanych glikozydy flawonolowe, które znaleźliśmy w wysokich stężeniach w części języczków pochłaniającej promieniowanie UV. Glikozydy flawonolowe są nie tylko pigmentami absorbującymi promieniowanie UV, ale odgrywają również ważną rolę w pomaganiu roślinom radzić sobie z różnymi stresami środowiskowymi.

Druga wskazówka pochodzi z odkrycia, że ​​ten sam gen jest odpowiedzialny za pigmentację UV w płatkach rzeżucha pospolita, Arabidopsis thaliana. Rzeżucha Thale jest najczęściej stosowanym systemem modelowym w genetyce roślin i biologii molekularnej. Rośliny te są w stanie same się zapylać, i dlatego generalnie radzę sobie bez zapylaczy.

Ponieważ nie muszą przyciągać zapylaczy, mają małe, niepozorne białe kwiaty. Mimo to ich płatki są pełne flawonoli absorbujących promieniowanie UV. Sugeruje to, że istnieją powody niezwiązane z zapylaniem, dla których pigmenty te są obecne w kwiatach rzeżuchy pospolitej.

Wreszcie zauważyliśmy, że populacje słonecznika z bardziej suchego klimatu miały stale większe tarcze UV. Jedną ze znanych funkcji glikozydów flawonolu jest: regulują transpirację. Rzeczywiście, odkryliśmy, że ligule z dużymi wzorcami UV (które zawierają duże ilości glikozydów flawonolu) tracą wodę znacznie wolniej niż ligule z małymi wzorcami UV.

Sugeruje to, że przynajmniej w przypadku słoneczników wzory kwiatowej pigmentacji UV pełnią dwie funkcje: poprawiają atrakcyjność kwiatów dla zapylaczy i pomagają słonecznikom przetrwać w suchym środowisku poprzez oszczędzanie wody.

Oszczędna ewolucja

Więc czego to nas uczy? Po pierwsze, ta ewolucja jest oszczędna i jeśli to możliwe, użyje tej samej cechy, aby osiągnąć więcej niż jeden cel adaptacyjny. Oferuje również potencjalne podejście do poprawy słonecznika uprawnego, jednocześnie zwiększając współczynnik zapylania i zwiększając odporność roślin na suszę.

Wreszcie, nasza praca i inne badania dotyczące różnorodności roślin mogą pomóc w przewidywaniu, w jaki sposób iw jakim stopniu rośliny będą w stanie poradzić sobie ze zmianą klimatu, która już zmienia środowisko, do którego są przystosowane.Konwersacje

O autorze

Marco Todesco, pracownik naukowy, Bioróżnorodność, University of British Columbia

Artykuł został opublikowany ponownie Konwersacje na licencji Creative Commons. Przeczytać oryginalny artykuł.

ING

Może Ci się spodobać

śledź InnerSelf na

facebook iconikona twittericon youtubeikona instagramikona kuflaikona rss

 Otrzymuj najnowsze wiadomości e-mail

Tygodnik Codzienna inspiracja

DOSTĘPNE JĘZYKI

enafarzh-CNzh-TWdanltlfifrdeeliwhihuiditjakomsnofaplptroruesswsvthtrukurvi

NAJCZESCIEJ CZYTANE

Czy to krukowate czy kał z siana 8 7
Oto, jak stwierdzić, czy to Covid, czy katar sienny
by Samuel J. White i Philippe B. Wilson
Przy ciepłej pogodzie na półkuli północnej wiele osób będzie cierpieć na alergie na pyłki.…
zmieniamy umysły ludzi 8 3
Dlaczego trudno jest podważyć czyjeś fałszywe przekonania
by Lara Millman
Większość ludzi myśli, że zdobywa swoje przekonania, stosując wysoki standard obiektywności. Ale ostatnio…
szałwiowe patyczki do rozmazywania, pióra i łapacz snów
Oczyszczanie, uziemienie i ochrona: dwie podstawowe praktyki
by MaryAnn DiMarco
W wielu kulturach stosuje się rytualne praktyki oczyszczania, często wykonywane za pomocą dymu lub wody, aby pomóc usunąć…
przezwyciężenie samotności 8 4
4 sposoby na wyzdrowienie z samotności
by Michelle H Lim
Samotność nie jest niczym niezwykłym, biorąc pod uwagę, że jest to naturalna ludzka emocja. Ale kiedy jest ignorowany lub nieskutecznie…
zmiana nastawienia do klimatu 8 13
Dlaczego klimat i ekstremalne upały wpływają na nasze nastawienie
by Karta Kiffer George
Rosnąca częstotliwość i intensywność fal upałów wpływa na zdrowie psychiczne ludzi poprzez…
jak przełamać złe nawyki 8 13
Jak przełamać niezdrowe nawyki, nie przejmując się siłą woli?
by Asaf Mazar i Wendy Wood
Jedno pytanie, na które postanowiliśmy odpowiedzieć w naszych ostatnich badaniach. Odpowiedź ma daleko idące konsekwencje…
młoda kobieta siedząca plecami o drzewo, pracująca na swoim laptopie
Równowaga między życiem zawodowym a prywatnym? Od równoważenia do integracji
by Chris DeSantis
Koncepcja równowagi między życiem zawodowym a prywatnym zmieniała się i ewoluowała w ciągu około czterdziestu lat…
unikanie zamkniętego umysłu 8 13
Dlaczego fakty często nie zmieniają zdania
by Keith M. Bellizzi,
„Facts First” to slogan kampanii brandingowej CNN, która twierdzi, że „kiedy fakty są…

Nowe postawy - nowe możliwości

InnerSelf.comClimateImpactNews.com | InnerPower.net
MightyNatural.com | WholisticPolitics.pl | Rynek wewnętrzny
Copyright © 1985 - Publikacje wewnętrzne 2021. Wszelkie prawa zastrzeżone.