В течение десятилетий ученые изучали обманный способ привлечения пыльцы южноафриканской маргаритки (Gorteria diffusa). Она использует свои лепестки, чтобы обмануть самцов мух и заставить их поверить, что цветок на самом деле является самкой мухи. Когда насекомое-самец приближается к цветку, он крутится вокруг него, пытаясь спариться, и, как правило, после нескольких неудачных попыток улетает, оставляя после себя пыльцу.
В исследовании, опубликованном 23 марта в журнале Current Biology, ученые определили три набора генов, которые помогают создать внешний вид искусственной мухи на лепестках маргаритки. Чтобы определить, что делают эти гены, ученые сравнили, какие гены были "включены" в лепестках с искусственными мухами по сравнению с лепестками без них. Затем они сравнили лепестки с другим видом маргариток, на лепестках которых образуются простые пятна, чтобы выяснить, какие именно гены участвуют в создании более обманчивых пятен, напоминающих мух.
По словам команды, удивительным является то, что все три набора генов, создающих подобие насекомых, уже имеют другие функции в растении. Один набор перемещает железу, другой контролирует время появления цветов, а третий заставляет расти волоски на корнях.
"Эта маргаритка не выработала новый ген "сделать муху". Вместо этого она сделала нечто еще более умное - она объединила существующие гены, которые уже выполняют другие действия в разных частях растения, чтобы сделать сложное пятно на лепестках, которое обманывает самцов мух", - сказала соавтор исследования, биолог растений Кембриджского университета Беверли Гловер в своем заявлении.
Для этого гены "перемещения железа" добавляют железо к обычно красновато-пурпурным пигментам лепестка цветка, что меняет его цвет на более похожий на мушиный оттенок - сине-зеленый. Гены корневых волос создают волоски, которые расширяют лепесток и придают ему текстуру, благодаря чему искусственные мушки появляются в разных положениях на лепестках.
По мнению команды, этот метод привлечения большего количества самцов мух для опыления дает растению эволюционное преимущество. Маргаритки растут в суровой пустынной среде с коротким сезоном дождей, что приводит к сжатому графику производства цветов, опыления и посева. Между растениями существует жесткая конкуренция за привлечение опылителей, и эти искусственные мушки помогают маргариткам выделиться.
По эволюционным меркам эта маргаритка довольно молода - ей от 1,5 до двух миллионов лет. Этих фальшивых мушиных пятен не было на самых старых маргаритках планеты, поэтому, скорее всего, они появились на лепестках на ранних этапах эволюции.
"Мы ожидали, что для эволюции чего-то столь сложного, как искусственная муха, потребуется много времени, множество генов и множество мутаций. Но на самом деле, объединив три существующих набора генов, это произошло гораздо быстрее", - сказал соавтор исследования и специалист по эволюции растений Роман Келленбергер в своем заявлении.
Авторы добавляют, что это единственный пример того, как цветок производит множество искусственных мух на вершине своих лепестков. Другие маргаритки делают более простые пятна, подобные тем, что расположены вокруг лепестков, но они не так убедительны для настоящих мух. Орхидеи также могут использовать сексуальный обман, чтобы заставить самцов спариваться с их лепестками. "Это почти как эволюция совершенно нового органа за очень короткий промежуток времени", - говорит Келленбергер. "Самцы мух не задерживаются на цветках с простыми пятнами, но они настолько убеждены этими фальшивыми мухами, что тратят дополнительное время на попытки спаривания и наносят больше пыльцы на цветок, помогая его опылять".