Nietoperze używają sonaru, by zlokalizować kwiaty kaktusa
Jerry A. Coyne
2017-05-06
Proszę zauważyć, że nietoperz unosi się w powietrzu podczas żerowania:
Wiele kaktusów kwitnie w nocy i wtedy nietoperze i ćmy są dostępne do zapylania. Ponieważ jednak większość nietoperzy znajduje zdobycz przez echolokację, jak znajdują kwiaty? Jest to szczególnie istotne, kiedy kwiaty wystają z kaktusów, bo nietoperze szybko podlatują do kwiatów i wiszą nad nimi w powietrzu, gdy piją nektar; jeśli nie trafią, nadzieją się na kolec. Istotnie, w bardzo dobrym artykule Natalie Angier w “New York Times” pisze ona o nadzianych na kolce nietoperzach – tych, które nie trafiły do celu – jakie można znaleźć na kaktusach (patrz zdjęcie na dole).
Znaczy to, że istnieje silny dobór naturalny na nietoperze, by znajdowały kwiaty i bezbłędnie do nich trafiały. Jak to robią? Odnośnik w artykule Angier skierował mnie do pracy opublikowanej w zeszłym roku w PLoS ONE (odnośnik i wolny dostęp poniżej), pokazującej, że – przynajmniej na ostatnim odcinku drogi – nietoperze używają echolokacji, wydając specjalny rodzaj zawołań, kiedy zbliżają się do kwiatu. Same kwiaty mają cechy, które pomagają kierować nietoperze do rurek z nektarem. Sądzę, że naukowcy dawno mogli to zrozumieć, gdyby o tym pomyśleli.
Autorzy, Tania Gonzalez-Terrazas i in., nagrywali zawołania grupy złapanych dzikich nietoperzy Leptonycteris yerbabuenae, gatunku z Ameryki Środkowej i Północnej, które odżywiają się nektarem z kwitnących nocą roślin, szczególnie kaktusów kolumnowych. Tutaj jest film:
Dla sprawdzenia, jak nietoperze lokalizują kwiaty, użyli dwóch celów (testowanych osobno): kwitnącego kaktusa kolumnowego (Pachyceroeus pringlei) i “kontroli” – półkuli z akrylu (przyczepionej do kaktusa kolumnowego bez kwiatów) wypełnionej słodzoną wodą (kwiat także był wypełniony taką samą ilością słodzonej wody). Zawołania nietoperzy nagrano mikrofonem ultradźwiękowym, a ich ruchy śledziła kamera fotografująca w podczerwieni. Tak to wygląda:
(Z artykułu): Organizacja eksperymentu z obydwoma celami. Pracowaliśmy po kolei z każdym celem, a każdy przyczepiony był do kaktusa. Lot i zachowanie echolokacyjne nagrywaliśmy mikrofonem ultradźwiękowym i dwiema zsynchronizowanymi kamerami, wspieranymi przez światło stroboskopowe. Wymiary klatki (4m x 4m x 3m).
Wyniki można przedstawić zwięźle:
Nietoperze inaczej zbliżają się i lokalizują kwiat i akrylową półkulę. Używają sonaru, by zlokalizować je oba, wydając dźwięki, ale wydają także specjalne “brzęczące” zawołanie, składające się ze zredukowanych przerw między impulsami oraz zredukowanej amplitudy szczytowej, tylko kiedy zbliżają się do kwiatu. Może im to pomóc w dokładnym zlokalizowaniu otwarcia kwiatu. Nie używają tego specjalnego zawołania, kiedy zbliżają się do atrapy z akrylu. Jest to zresztą jedyne doniesienie o „końcowej, brzęczącej fazie” u odżywiających się nektarem nietoperzy, choć podobne zawołania są używane przez odżywiające się owadami nietoperze, kiedy zbliżają się do zdobyczy.
Akrylowa półkula z nektarem nigdy nie została użyta jako miejsce zdobycia żywności; nietoperze przerywały podejście w ostatniej sekundzie, podczas gdy podchodziły do wszystkich kwiatów (mogą także posługiwać się zapachem). Specjalne zawołanie wydawane przy podejściu do kwiatów, wskazuje, że sonar także jest ważny. Tutaj jest diagram pokazujący, jak nietoperze podchodzą do obu celów (trzy różne trasy lotu) z kropkami wskazującymi, kiedy nietoperze wydają zawołanie. Zielone kropki pokazują pozycję mikrofonu, a różowa gwiazda pozycję celu.
“A” jest kwiatem kaktusa, a “B” akrylową półkulą. Proszę zauważyć, że nietoperze nigdy nie doszły do półkuli, a ich zawołania były bardziej zróżnicowane i nieregularne. Dwie górne ilustracje są widokiem z boku, dwie dolne to widok z góry:
Jak widać, nietoperze mają znacznie bardziej ujednolicone podejście do prawdziwego kwiatu, zawsze podchodząc od dołu i nigdy nie wychodząc powyżej. Widać także, że wszystkie podejścia do półkuli zostały przerwane.
Na koniec autorzy sugerują, że same kwiaty kaktusa wyewoluowały tak, by kierować nietoperze do nektaru. Ostatecznie, to w interesie reprodukcyjnym kaktusa leży unikanie sytuacji, kiedy nietoperz nie trafia do kwiatu i nadziewa się na kolec! Oto propozycja z artykułu:
“Echo odbijające się z wnętrza długiej rurki kwiatu kaktusa może funkcjonować jako przewodnik akustyczny, który dostarcza nietoperzowi informacji o miejscu otwarcia kwiatu i kierunku rurki kwiatu. Ponadto kaktusy, jak również zapylane przez nietoperze kwiaty, mają wyjątkowo solidne i sztywne płatki, co może wskazywać ta to, że otwór kwiatu jest nie tylko widoczny wzrokowo, ale także akustycznie. Leptonycteris yerbabuenae wydawał długie, końcowe zawołanie tylko, kiedy podchodził do kwiatu. Sugerujemy, że specyficzne echo-akustyczne cechy kwiatu kierują nietoperze bezpośrednio do otworu kwiatu, a emisja długiego zawołania końcowego na końcu podejścia pomaga w tym”.
Wydawałoby się, że jeśli zapylenie – co dla kaktusa jest reprodukcją i kluczowym czynnikiem w przetrwaniu jego genów – zależy od nietoperzy, to sam kwiat mógł ewoluować, by wabić nietoperze, jak też zapewnić, że nie nadzieją się na kolce kaktusa. No cóż, to jest oczywiste, ale dlaczego nikt sobie z tego nie zdawał sprawy aż do teraz? Mogę tylko zgadywać, że wynika to z skłonności do większego badania ewolucji zwierząt niż roślin (jest dużo więcej zoologów niż botaników). A przecież Darwin poświęcił kilka książek ewolucji roślin. Nie ignorujmy naszych zielonych krewnych!
Tutaj jest nietoperz nadziany na kaktus Cylindropuntia:
Profesor (emeritus) na wydziale ekologii i ewolucji University of Chicago, jego książka "Why Evolution is True" (Polskie wydanie: "Ewolucja jest faktem", Prószyński i Ska, 2009r.) została przełożona na kilkanaście języków, a przez Richarda Dawkinsa jest oceniana jako najlepsza książka o ewolucji. Jerry Coyne jest jednym z najlepszych na świecie specjalistów od specjacji, rozdzielania się gatunków. Jest wielkim miłośnikiem kotów i osobistym przyjacielem redaktor naczelnej.
