Zdumiewający manipulatorzy

Athayde Tonhasca Júnior

2023-12-25

Pamiątkowy kamień w berlińskim Ogrodzie Botanicznym, wzorowany na okładce przełomowej pracy Spengela na temat rozmnażania roślin © Rüdiger, Wikimedia Commons.

Kiedy dyrektor niemieckiego gimnazjum zachorował z powodu problemów z niesfornymi uczniami, ich zamożnymi rodzicami i zarządem szkoły, jego lekarz zalecił studiowanie przyrody, aby zrelaksować się i pokonać stres. Ten scenariusz byłby boleśnie znany wielu dzisiejszym nauczycielom, ale dyrektorem, o którym mowa, był Christian Konrad Sprengel (1750-1816), który skorzystał z rady lekarza i stał się jednym z najwybitniejszych botaników na świecie (Zepernick i in., 2001). Jego wkład w botanikę jest olbrzymi, a między innymi to on postawił hipotezę, że głównym celem kwiatów jest przyciąganie owadów, by umożliwić rozmnażanie płciowe przez zapylenie. Sprengel odkrył również, że niektóre kwiaty storczyków wabią zapylacze, nie oferując pyłku, nektaru ani żadnej innej nagrody. Innymi słowy, te storczyki opierają się na zwodniczych Scheinsaftblumen, „kwiatach oszukujących, że mają nektar”.

Pomysł Sprengla na zwodnicze kwiaty nie spodobał się ówczesnym przyrodnikom, którzy utrzymywali, że różnorodność i obfitość okrytozalążkowych (roślin kwiatowych) zależy od ich wzajemnych relacji z zapylaczami; każde oszustwo rozbiłoby te dopracowane interakcje na kawałki. Darwin napisał, że każdy, kto wierzy w „tak gigantyczne oszustwo”, musi „bardzo nisko oceniać zmysł lub instynktowną wiedzę wielu rodzajów owadów, nawet pszczół”. Okazuje się jednak, że owady dają się nabrać na oszustwa; szacuje się, że od 4 do 6% wszystkich roślin kwitnących wykorzystuje jakąś formę podstępu, by zwabić zapylacze. Najczęściej robią to poprzez oszustwo żywnościowe, fałszywie reklamując pyłek lub nektar kształtem, kolorem, zapachem lub budową kwiatu, które są podobne do kwiatów z pyłkiem. Rośliny mogą również uciekać się do oszustwa seksualnego, kiedy kwiaty wyglądają lub pachną jak samice owadów, zwabiając samce do nieistniejącego partnera lub stosując inny podstęp.

Storczyki to słynni oszuści; blisko jedna trzecia z około 28 tysięcy znanych gatunków przyciąga zapylacze różnymi podstępami, nie dając nic w zamian. Jednak mimo ich skomplikowanych adaptacji do wprowadzania w błąd zapylaczy, storczyki są amatorami w porównaniu z wyrafinowanymi intrygantami w świecie roślin, takimi jak roślina spadochronowa lub parasolowa (Ceropegia sandersonii, rodzina Apocynaceae), pochodząca z południowo-wschodniej Afryki.

Roślina spadochronowa © Wouter Hagens, Wikimedia Commons:

Kiedy europejska pszczoła miodna (Apis mellifera) zbliża się do kwiatu, istnieje ryzyko, że zostanie zaatakowana przez drapieżnika, zwłaszcza pająki kwietniki. Jeśli pszczoła nie będzie czujna lub wystarczająco szybka, znajdzie się w łapach pająka. Uwięziona pszczoła uwalnia feromony obronne (substancje lotne, które wywołują reakcję u przedstawicieli tego samego gatunku), aby zaalarmować siostrzane pszczoły. Te chemikalia mogą być również odbierane przez zupełnie inne stworzenie: muchę szakalową (rodzina Milichiidae). Niektóre z tych małych, ciemnych, szeroko rozpowszechnionych, ale słabo znanych much to kleptopasożyty – „pasożyty kradnące”, które kradną żywność innym zwierzętom, takim jak fregaty i hieny. Gdy pokarm pająka bezskutecznie próbuje się uwolnić, znikąd pojawiają się muchy szakalowe, by wylądować na pszczole i żerować na substancjach wydzielających się z jej ciała – prawdopodobnie przebijają także „skórę” (egzoszkielet) pszczoły miodnej, aby uzyskać sok. Tutaj możesz obejrzeć je w akcji. Jeśli muchy szakalowe nie zareagują szybko na chemiczne sygnały pszczoły, stracą okazję do zjedzenia swojej porcji, zanim pająk skończy posiłek.

Pszczoła miodna ma zły dzień: schwytana przez pająka kwietnika uwalnia feromony alarmowe i inne substancje lotne, które przyciągają muchy szakalowe © JonRichfield , Wikimedia Commons:

W niezwykłej zawiłości doboru naturalnego kwiaty rośliny spadochronowej wytwarzają mieszaninę związków chemicznych, w tym niektóre z tych samych lotnych substancji, jakie uwalniają pszczoły miodne, gdy gryzą lub żądlą, by bronić się przed napastnikami. Takie chemikalia nie zachęcą pszczół ani większości innych zapylaczy do odwiedzenia kwiatów, ale muchy szakalowe nie mogą się im oprzeć. Jak się okazuje, muchy te są głównymi nosicielami pyłku rośliny spadochronowej (Heiduk et al., 2016). Ten podstęp chemiczny wydaje się zbyt skomplikowany, ale używają go nie tylko rośliny spadochronowe.

Kokornak okrągłolistny (Aristolochia rotunda) to roślina zielna pochodząca z Europy Południowej. Oelschlägel i in. (2015) odkryli, że jej kwiaty uwalniają substancje lotne, które występują u innych okrytozalążkowych, ale także pewne substancje chemiczne identyczne z tymi wytwarzanymi przez pluskwiaki z rodziny Miridae, gdy są atakowane przez pająki, mrówki, modliszki lub innego drapieżnika mającego ochotę na soczysty posiłek. „Ochotnicze” pluskwiaki ściśnięte pęsetą szybko przyciągają muchy, w większości muchówki z rodziny Chloropidae. I podobnie jak muchy szakalowe, te muchówki są kleptopasożytami: żywią się – jak można się domyślić – wydzielinami umierających lub świeżo zabitych pluskwiaków. I, co najważniejsze dla naszej opowieści, muchówki przyciągane są przez kwiaty kokornaka okrągłolistnego w jego naturalnym środowisku i ostatecznie przenoszą prawie 90% wyprodukowanego pyłku.

Po lewej: kwiat kokornaka okrągłolistnego © Kenraiz, Wikimedia Commons; Po prawej, u góry: muchówka Trachysiphonella ruficeps niosąca na głowie i tułowiu pyłek kokornaka okrągłolistnego; Po prawej, u dołu: muchy T. ruficeps atakujące świeżo zabitego Capsus ater mirid © Oelschlägel et al., 2015:

Prawie wszystkie znane gatunki Aristolochia posługują się oszustwem i są miofilne (zapylane przez muchy); dokładniej, rośliny te opierają się albo na sapromiofilii, zapylaniu przez muchy, które przyciągają zapachy martwych zwierząt lub odchodów, albo na mikromiofilii, zapylaniu przez najmniejsze muchy. Autorzy badania kokornaka zaproponowali nowy termin opisujący zapylanie przeprowadzane przez muchówki kleptopasożytnicze: kleptomiofilia (możesz zachować te i inne terminy dotyczące syndromu zapylania pod ręką, aby odnieść sukces w następnym meczu w Scrabble).

Roślina spadochronowa i kokornak okrągłolistny oszukują swoje kleptopasożytnicze zapylacze zapachem, ale rzadka Ceropegia gerrardii (rodzina Apocynaceae) ze wschodniej Afryki Południowej dokonała czegoś nieco bardziej wyszukanego. Zamiast samych zapachów kwiaty wydzielają płyn zawierający białko i cukry, który jest podobny do „krwi” (hemolimfy) rannych pszczół miodnych i innych owadów. Muchy szakalowe pragnące znaleźć bezbronną, umierającą pszczołę miodną nie mogą się oprzeć tym „krwawiącym kwiatom” – więc w tym przypadku zapylacze są nagradzani. Połączenie zapachu i wolnej „krwi” zachęca muchy do pozostania w pobliżu i żerowania na dłużej, zwiększając w ten sposób szansę zebrania pyłku. I sztuczka wydaje się działać: wśród wszystkich odwiedzających much prawie wszystkimi nosicielami pyłku były samice czterech gatunków kleptopasożytów z rodzaju Desmometopa (Heiduk i in ., 2023).

Poniżej: (a) kwiat C. gerrardii z kropelkami wydzielanymi przez płaty korony; (b) płatek korony pokryty wydzielaną cieczą; c) mucha gotowa do usunięcia lub zdeponowania pyłkowiny; (d) mucha docierająca do wydzielanej cieczy; (e) mucha trzymająca kroplę wydzieliny. Strzałki w (d) i (e) wskazują pyłkowinę przymocowaną do aparatu gębowego muchy. Paski: (a) 5 mm, (b) 2 mm, (c) 0,6 mm, (d) 0,3 mm, (e) 0,4 mm © Heiduk i in , 2023:

Warto podziwiać przez chwilę osiągnięcia roślin w uciekaniu się do oszustwa przez kleptomiofilię. Nie polegają na kwiatowych bukietach ani wabikach seksualnych, które mogą zwieść zwykłych gości o wątpliwych zdolnościach zapylania. Zamiast tego, naśladując sygnaturę chemiczną skazanych na zagładę owadów, roślinom tym udaje się oszukać grupę szybko reagujących, wysoce wyspecjalizowanych i wydajnych zapylaczy, które w przeciwnym razie nie byłyby zainteresowane odwiedzaniem ich kwiatów. Trudno znaleźć coś, co byłoby bardziej przebiegłą manipulacją.

Link do oryginału: https://whyevolutionistrue.com/2023/10/14/readers-wildlife-photos-1953/

Why evolution is true, 14 października 2023

Tłumaczenie: Małgorzata Koraszewska

Athayde Tonhasca Júnior jest brytyjskim entomologiem.