Познакомьтесь с новейшим в мире плотоядным растением

Эта североамериканская трава использует свои блестящие красноватые волоски для ловли жуков.

Отредактировано 2023-25-06
Цветок <i>Triantha occidentalis</i> на болоте в Cypress Provincial Park Британская Колумбия Канада Цветок

Непритязательная трава, произрастающая на западном побережье Северной Америки, известная как Triantha occidentalis, или западный ложный асфодель, теперь пополнила ряды плотоядных растений.

Ученые прикрепили плодовых мух к липким стеблям T. occidentalis, растущим на болоте недалеко от Ванкувера, и обнаружили, что растения поглощают значительное количество питательных веществ из добычи насекомых. Эта распространенная трава является одним из всего двух плотоядных растений, идентифицированных за последние два десятилетия, и ее новый статус позволяет предположить, что другие непризнанные мясоеды также могут расти вблизи крупных городов, сообщила группа исследователей 9 августа в Proceedings of the National Academy of Sciences.

"Это растение известно уже давно, но никогда не было понятно, что оно плотоядное", - говорит Шон Грэм, ботаник из Университета Британской Колумбии в Ванкувере и соавтор новых результатов. "Я подозреваю, что могут существовать и другие подобные плотоядные растения, о которых мы не знаем".

Плотоядные растения обычно встречаются в солнечных, влажных местах обитания с низким содержанием питательных веществ в почве, где их способность высасывать минералы, такие как азот и фосфор, из незадачливых животных дает им преимущество.

Западный ложный асфодель обитает на водно-болотных угодьях и берегах ручьев вдоль тихоокеанского побережья Северной Америки, от Калифорнии до Аляски. Он принадлежит к семейству, в котором ранее не было доказательств плотоядности, но часто растет рядом с известными плотоядными растениями, такими как росянки и лютики.

Цветущие стебли T. occidentalis могут вырастать до двух с половиной футов в высоту в летнее время и покрыты красноватыми волосками, покрытыми блестящими выделениями. Ученые часто наблюдали мелких насекомых, застрявших среди этих липких волосков.

Однако липкие волоски - обычное явление в мире растений, и обычно они служат защитой от насекомых-вредителей, говорит Грэм. Еще одна вероятная причина, по которой T. occidentalis до сих пор оставался незамеченным: Его ловушки не такие поразительные и сложные, как у других плотоядных растений, таких как венерина мухоловка.

Первый признак того, что этот вид может вести плотоядный образ жизни, появился, когда коллега Грэхема заметил, что у T. occidentalis отсутствует ген, участвующий в фотосинтезе, который также отсутствует у ряда плотоядных растений.

"Именно это и вызвало у нас подозрения", - говорит Грэм. "Они уже ловят насекомых, так что, вероятно, не так уж сложно сделать следующий шаг и начать потреблять насекомое".

Он и его команда решили выяснить, действительно ли T. occidentalis получает пропитание от своих жертв. Коллега Грэхема Цяньши Линь, в то время аспирант ботаники Университета Британской Колумбии, а ныне преподаватель Университета Торонто, кормил плодовых мух в неволе редкой формой, или изотопом, азота, известным как азот-15. Затем исследователи приклеили мух к листьям или стеблям нескольких различных видов, растущих на болоте в провинциальном парке Кипарис Британской Колумбии. Среди них были T. occidentalis, плотоядная солнечная роса, и не плотоядное растение из семейства маргариток, известное как странствующая блошка. Через несколько недель Лин вернулся, чтобы измерить, сколько характерного изотопа азота накопилось в каждом растении.

"Главное здесь - доказать, что питательные вещества поступили от мертвых животных и вошли в организм растения", - говорит Грэм.

Неудивительно, что присутствие плодовых мух не оказало никакого влияния на количество азота-15 в флебане. Однако доля азота-15 в росе и T. occidentalis значительно увеличилась после того, как на растениях появились мухи. Исследователи подсчитали, что 64 процента азота в листьях этой травы поступает из пищи насекомых, что сопоставимо с уровнем, наблюдаемым у других плотоядных.

Кроме того, исследователи заметили, что липкие волоски на стеблях T. occidentalis выделяют пищеварительный фермент фосфатазу, который встречается и у других плотоядных растений.

Результаты исследования свидетельствуют о том, что T. occidentalis использует свои блестящие волоски для приманивания и заманивания насекомых. Однако, как ни странно, эти волоски расположены очень близко к цветкам T. occidentalis.

"Это очень странно, и это практически неслыханно, чтобы ловушка находилась близко к цветку", - говорит Грэм.

Большинство плотоядных видов сохраняют здоровую дистанцию между своими мясоедными частями и частями растения, которые должны опыляться насекомыми. Однако Грэм говорит, что T. occidentalis, вероятно, не подвергает риску своих собственных опылителей. Волоски задерживают только очень мелких мух и жуков, а не более крупных и сильных пчел и бабочек, ответственных за опыление растения.

Тем не менее, говорит Грэм, многие вопросы о T. occidentalis остаются нерешенными. Он и его команда занимаются секвенированием генома растения для поиска признаков, связанных с плотоядностью. Другими важными шагами будет изучение того, могут ли ближайшие родственники западного ложного асфоделя также быть плотоядными, какие насекомые наиболее уязвимы для захвата в липкие волоски и какие еще пищеварительные ферменты вырабатывает растение.