Два вида рукокрылых посещают цветы кактуса Кардон в Калифорнии. Представители одного вида (длинноносые) являются узкоспециализированными опылителями цветов, представители другого - насекомоядные летучие мыши, известные способностью слышать передвижения крупных насекомых и скорпионов. Согласно исследованиям ученых из Университета Калифорнии (Санта-Круз), именно последние эффективнее опыляют растения, чем длинноносые. "Длинноносая летучая мышь является узким специалистом-опылителем и всегда считалась основным. Но результаты исследований показали, что бледный гладконос на самом деле за одно посещение забирает в 13 раз больше пыльцы", - сказала Уинифред Фрик, научный сотрудник Калифорнийского университета в Санта-Круз.
В исследовании подчеркивается комплексный характер взаимовыгодных отношений между растениями и их опылителями, которые в большинстве случаев развиваются вместе в течение длительного периода времени, но часто возникают конфликты интересов между партнерами. Кэтлин Кей, доцент кафедры экологии и эволюционной биологии Университета Калифорнии в Санта-Круз, считает, что приспособления длинноносой летучей мыши позволяют получить больше нектара, а не собрать на теле больше пыльцы. Длинноносые не садятся на цветок, а в большинстве случаев зависают рядом, собирая нектар длинным языком. Бледные рукокрылые, напротив, должны приземлиться на цветок и просунуть голову глубоко внутрь, чтобы добраться до нектара, в результате у них на голове накапливается больше пыльцы. Кроме того, длинноносые летучие мыши рассматривают пыльцу как источник белка и регулярно в течение ночи съедают часть пыльцы.
Как стало известно порталу www.sciencedaily.com , ученые наблюдали за цветами кактуса в 14 исследовательских центрах в Калифорнии, работая с командой студентов из Мексики и Калифорнийского университета в Санта-Круз. Результаты показали, что бледный гладконос не только забирает больше пыльцы за одно посещение, но в некоторых районах делает это достаточно часто, чтобы быть более эффективными опылителями по сравнению с длинноносыми летучими мышами.
"Многие опылители эволюционировали с растениями в течение длительного времени", - говорит Кей. "Можно подумать, что новый опылитель не имеет приспособлений и поэтому не столь хорош, но в данном случае он действительно является лучшим, так как плохо приспособлен для сбора нектара. Данное исследование позволяет получить представление о начале романа цветка и его опылителя". У Фрик есть видеозапись того, как летучая мышь атакует бледную моль на большом цветке, так что нетрудно представить, как насекомоядные летучие мыши обнаружили сладкий нектар, спрятанный внутри цветка кактуса.
Кей отметил, что многие животные только поедают растения или используют их иначе, не опыляя цветы. В случае бледного гладконоса существование получается взаимовыгодным. К тому же длинноносые летучие мыши мигрируют, то есть численность их популяции на разных территориях год от года изменяется, что может способствовать эволюции насекомоядных как опылителей растений.
Источник Всероссийский Экологический Портал
Как и у птиц, поверхность тела летучих мышей не гладкая, поэтому они обладают большой способностью удерживать пыльцу. Они также летают быстро и могут перемещаться на большие расстояния. В фекалиях летучих мышей была обнаружена пыльца растений, находящихся на расстоянии 30 км. Поэтому не удивительно, что летучие мыши -- хорошие опылители.
Первые осознанные наблюдения над посещением цветков летучими мышами были сделаны Бюрком в Бийтензоргском (теперь Богорском) ботаническом саду. Он наблюдал, что плодоядные летучие мыши (вероятно, Cynopterus) посещали соцветия Freycinetiainsignis, растения, которое, как сейчас известно, полностью хироптерофильно, в отличие от его близкородственного орнитофильного вида.
Позже некоторые авторы описали и другие случаи, причем пример с кигелией (Kigelia) стал классическим. Уже в 1922 г. Порш высказывал определенные соображения относительно хироптерофилии, отмечая ее характерные признаки и предсказывая многие возможные примеры
Благодаря работам ван дер Пэйла на Яве, Фогеля в Южной Америке, Джегера, а также Бейкера и Харриса в Африке опыление летучими мышами сейчас выявлено во многих семействах растений. Оказалось, что некоторые растения, ранее считавшиеся орнитофильными, опыляются летучими мышами (например, виды Marcgravia).
Летучие мыши, как правило, насекомоядны, но, как в Старом, так и Новом Свете независимо появились растительноядные летучие мыши. Возможно, эволюция шла через плодоядность к использованию в пищу цветков. Питающиеся плодами летучие мыши известны в двух подотрядах, населяющих различные континенты, а для африканских Pteropinae характерна смешанная диета. Полагают, что, как и у колибри, питание нектаром развилось в результате охоты за насекомыми в цветках.
В литературе часто упоминается о наблюдениях Харта в Тринидаде в 1897 г., проведенных им на Bauhiniamegalandra и Eperuafalcata, смущающих неверными выводами.
Отношения между Megalochiroptera, питающимися плодами и цветами, все еще частично дистропны. Обнаружено, что на Яве Cynopterus поедает цветки Durio и части соцветий Parkia.
В восточной части Индонезии и Австралии Cynopterus и Pteropus разрушают многие цветки Eucalyptus, что свидетельствует о несбалансированных до сих пор условиях опыления.
Macroglossinae более приспособлены к цветку, чем даже колибри. В желудках этих животных, отловленных на Яве, обнаружены только нектар и пыльца, причем последняя в таких больших количествах, что ее случайное использование совершенно исключено. Очевидно, пыльца является в данном случае источником белка, который их предки получали из сока плодов. У Glossophaginae использование пыльцы хотя и обнаружено, но кажется менее существенным.
Хоуэлл придерживается мнения о том, что Leptonycteris удовлетворяет свои потребности в белке за счет пыльцы, причем белок в пыльце не только высокого качества, но и в достаточном количестве. Она утверждает также, что химический состав пыльцы цветков, опыляемых летучими, мышами, приспособлен к использованию ее именно этими животными и отличается от состава пыльцы родственных видов, которые опыляются другими животными. Это можно рассматривать как относящуюся к цветкам часть коэволюции синдрома хироптерофилий. До сих пор не выяснен вопрос относительно африканских питающихся плодами летучих мышей, заглатывающих пыльцу.
Было обнаружено, что в классе цветков, опыляемых летучими мышами, прослеживается ранняя боковая ветвь эволюции, образующая сдой собственный подкласс, для которого единственным опылителем является Pteropineae. В этих цветках твердая пища (с характерным запахом) представлена только специализированными структурами. Здесь нет ни нектара, ни больших масс пыльцы. Freycinetiainsignis имеет сладкий прицветник, вид Bassia -- очень сладкий и легко отделяющийся венчик. Возможно, другой вид Sapotaceae, а именно африканская Dumoriaheckelii, также принадлежит к этому подклассу.
Возможность опыления летучими мышами белоцветковой древесной стрелиции (Strelitzianicolai) в восточной области полуострова Кейп-Код необходимо исследовать.
Летучие мыши Нового Света, питающиеся нектаром, обычно обитают в тропиках, но некоторые из них мигрируют летом в южные штаты США, посещая кактусы и агавы в Аризоне. Нет никаких данных об опылении летучими мышами в Африке, начиная от севера Сахары, тогда как Ipomoeaalbivena в Саут-пансбергене в Южной Африке как раз произрастает в тропиках. В Азии северная граница опыления летучими мышами проходит на севере Филиппин и острове Хайнань, причем небольшая
Pteropinae заходит за широту Кантона. Восточная тихоокеанская граница проходит острым выступом через Каролинские острова к Фиджи. Известно, что Macroglossinae посещали цветки в Северной Австралии (интродуцированные Agave), однако местная Adansoniagregorii имеет все признаки, характерные для хироптерофилии; следовательно, хироптерофилия должна также существовать и на этом континенте.
Знание особенностей опыления летучими мышами может помочь в разрешении загадок происхождения растений. Хироптерофильный цветок Musafehi свидетельствует о том, что этот вид был интродуцирован на Гавайи, где нет летучих мышей. Хироптерофилия могла иметь место на его родине, в Новой Каледонии, откуда, как установлено несколькими ботаниками, он и происходит.
Для питающихся нектаром летучих мышей характерны разнообразные адаптации. Так, Macroglossinae Старого Света приспособились к жизни на цветках, а именно уменьшились в размерах (масса Macroglossusminimus 20--25 г), имеют редуцированные коренные зубы, длинную мордочку, очень вытянутый язык с длинными мягкими сосочками на конце.
Точно так же некоторые виды Glossophaginae Нового Света обладают более длинной мордочкой и языком, чем их насекомоядные родственники. У Musonycterisharrisonii длина языка 76 мм, а длина тела 80 мм. Фогель считает, что волоски шерсти Glossophaga особенно хорошо приспособлены к переносу пыльцы, поскольку они снабжены чешуйками, сходными по размеру с чешуйками на волосках, покрывающих брюшко шмеля.
Физиология органов чувств Megachiroptera отклоняется от того, что мы обычно наблюдаем у летучих мышей. Глаза большие, иногда со складчатой сетчаткой (позволяющей быструю аккомодацию), со множеством палочек, но без колбочек (что обусловливает цветовую слепоту). На ночных фотографиях у поедающих плоды Epomopsfranqueti видны огромные, почти такие же как у лемура, глаза. Восприятие запаха, вероятно, играет более важную роль, чем обычно (разделенные перегородками большие носовые полости), а сонарный (слуховой) аппарат развит хуже. По данным Новика, органы сонарной локации имеются у Leptonycteris и других опыляющих Microchiroptera. У американских летучих мышей со смешанным питанием -- нектар, плоды и насекомые -- сонарный аппарат интактный. Они совершают длительные полеты с очень недолгими посещениями иногда довольно бедных цветков, имеющих менее жесткий венчик (в этом случае чаще наблюдаются парящие посещения).
Macroglossinae имеют мощный полет, который на первый взгляд напоминает полет ласточек. Некоторые виды могут парить почти так же, как колибри. Сходные данные были получены для Glossophaginae .
Наличие определенной гармонии между цветком и животными по структуре и физиологии позволяет создать концепцию о существовании особого типа цветка, опыляемого летучими мышами. Вторичное самоопыление у Ceiba или даже партенокарпия, как у культивируемой Musa, может причинить лишь вред.
Примечательно, что хотя развитие хироптерофилии в Америке происходило независимо и, вероятно, намного позже, чем где-либо, и хотя рассматриваемые летучие мыши развились как независимая линия довольно поздно, основные признаки, составляющие синдром хироптерофилии, одинаковы во всем мире. Во всех районах цветки, опыляемые летучими мышами, и летучие мыши, опыляющие цветки, взаимно приспособлены. Это указывает на общие черты в физиологии всех рассматриваемых летучих мышей. Иногда также в основе развития хироптерофилии в различных линиях могут лежать общие признаки семейств растений.
Многие цветки раскрываются незадолго до наступления темноты и опадают ранним утром. Поскольку время активности дневных птиц и сумеречных летучих мышей, а также время раскрывания цветков, опыляемых птицами и летучими мышами, перекрывается, неудивительно, что некоторые хироптерофильные растения посещаются птицами. Верт, очевидно, никогда не проводил ночных наблюдений и поэтому приводит Ceiba и Kigelia в списке орнитофильных растений, хотя птицы лишь грабят эти цветки.
Цветки, опыляемые летучими мышами, по внешнему виду похожи на цветки, опыляемые колибри, но только ярче выражены. Часто наблюдается флагеллифлория (пендулифлория), причем цветки свободно свисают на длинных висячих стебельках (Adansonia, Parkia, Marcgravia, Kigelia, Musa, Eperua). Это наиболее очевидно у некоторых видов Мисипа, у которой побеги длиной до 10 м или больше выносят элементы аттрактации из листвы.
У Markhamia, Oroxylum наблюдается также тип подушечки для булавок с тугими стебельками, которые приподнимают цветки вверх. Гигантское соцветие агавы говорит само за себя. Благоприятна также структура, напоминающая пагоду у некоторых Bombacaceae.
Явление хироптерофилии объясняет также, почему каулифлория, лучше всего приспособленная к посещениям летучих мышей, практически ограничена тропиками и обнаружена всего в 1000 случаях. Хорошие примеры представляют собой Cres"centia, Parmentiera, Durio и Amphitecna. Во многих родах (Kigelia,Мисипа) флагеллифлория и каулифлория наблюдаются одновременно у одного и того же вида; в других случаях эти признаки встречаются у различных видов.
Каулифлория представляет собой вторичное явление. Ее экологическая природа согласуется с результатами исследований ее морфологической основы. Многочисленные случаи не имели таксономической морфологической, анатомической и физиологической общности.
В большинстве примеров каулифлории, где цветок не был хироптерофильным, обнаружена другая связь с летучими мышами, а именно хироптерохория -- распространение семян плодоядными летучими мышами. В этом случае летучие мыши оказали более раннее и более широко распространенное влияние на тропические плоды, в том числе на цвет, положение и запах. Этот более старый синдром точно соответствует более новому синдрому хироптерофилии. Базикауликарпия может также быть связана с синдромом заурохории (распространение семян рептилиями), явлением, более древним, чем покрытосемянность.
Последовательность периодов цветения необходима как для растения, так и для летучих мышей. На Яве на больших плантациях Ceiba, для которой характерен определенный период цветения, летучие мыши посещали цветки только в местах, близких к садам с Musa, Parkia и т. д., где они могли питаться тогда, когда Ceiba не цветет.
В целом относительно молодая природа хироптерофилии отражена в распределении цветков, опыляемых летучими мышами среди семейств растений. Так, у Ranales летучие мыши поедают плоды, но не посещают цветки. Опыление цветков летучими мышами имеет место в весьма эволюционно продвинутых семействах, начиная от Capparidaceae и Cactaceae, и сосредоточено в основном у Bignoniaceae, Bombacaceae и Sapotaceae. Многие случаи полностью изолированы.
Некоторые семейства (Bombacaceae и Bignoniaceae), характеризующиеся хироптерофилией, очевидно, развивались независимо друг от друга в Старом и Новом Свете, вероятно, на основе каких-то преадаптаций. Возможно, это также могло случиться в некоторых родах, таких, как Мисипа и особенно Parkia, которые рассмотрели Бейкер и Харрис с точки зрения отмеченных представлений.
Точно так же Bignoniacae и Bombacaceae, подобно Мисипа и Musa, характеризуются некоторыми промежуточными типами, которые опыляются и птицами, и летучими мышами. Bombaxmalabaricum (Gossampinusheptaphylla) -- орнитофилен, но не полностью, поэтому он имеет открытые красные чашеобразные дневные цветки. Цветки этого растения, однако, обладают запахом летучей мыши, что присуще хироптерофильному близкому виду valetonii. На Яве летучие мыши пренебрегают цветками malabaricum, но в тропических районах южного Китая их поедает Pteropinae. Представляется, что хироптерофилия произошла от орнитофилии у Bignoniaceae; у Bombacaceae и Musa, вероятно, произошла реверсия, и субтропические виды опыляются птицами. Переход от опыляемых бражниками цветков у Cactaceae уже рассматривался.
Еще слишком рано пытаться дать количественный анализ связей и их генетических последствий. Иногда летучие мыши (особенно медлительные Pteropinae) ограничиваются одним деревом, что приводит к самоопылению. Macroglossinae, характеризующиеся быстрым полетом, делают круги вокруг деревьев, и очевидно, прекрасно помнят пространственные отношения. Однако при исследовании пыльцы на шерсти и особенно больших скоплений пыльцы в желудках было обнаружено, что им не свойственно постоянство к цветкам. Не ясно также, как сохраняется генетическая чистота у родственных хироптерофильных видов, например у дикого вида Musa, и сохраняется ли она вообще.
Изобретательность природы не знает границ! Одно из подтверждений тому – история нектароядных летучих мышей и распускающих свои ночные цветы растений, чьи судьбы тесно переплелись в лесах Центральной Америки. Размером с наш большой палец, крошечное рукокрылое листонос Коммиссариса (Glossophaga commissarisi ) большую часть своей жизни проводит, порхая среди тропических лиан Mucuna и собирая нектар их цветков. Щедро делясь «напитком богов», взамен растения получают дополнительного опылителя. Привлекающие животных днем при ярком солнечном свете цветы щеголяют многоцветными нарядами, а вот ночью, когда даже самые яркие краски блекнут, ночные растения вроде Mucuna , чтобы привлечь внимание летучих мышей, прибегают к помощи звука.
Ночью, когда даже самые яркие краски блекнут, ночные растения, чтобы привлечь внимание летучих мышей, прибегают к помощи звука.На биостанции La Selva (испанск. «лес») на севере Коста-Рики тропическая лиана за короткое время сплела над лесной поляной зеленую крышу из листьев и цветков. Напоминая люстры на потолке в большом темном зале, бледно-желтые соцветия размером с ладонь медленно покачиваются. На закате цветки начинают готовиться к приему гостей. Первым вверх медленно отходит светло-зеленый чашелистик, прикрывающий бутон, словно крышка, и, поднявшись, превращается в маячок. Чуть ниже расправляются два небольших боковых лепестка, обнажая щель у основания бутона, из которой по округе растекается едва заметный манящий чесночный аромат. Mucuna используют запах как сигнал, притягивающий окрестных опылителей. Но после, когда мыши подлетают достаточно близко, главной приманкой становится звук. Летучие мыши с успехом применяют звук высокой частоты для ориентации в пространстве. Испуская звуковые волны, животные своими очень чувствительными ушами улавливают мельчайшие изменения в отраженных от предметов сигналах. Поступающая информация моментально обрабатывается мозгом, и летучая мышь может мгновенно менять траекторию полета, преследуя сочного комара, или ловко шнырять между цветущими тропическими деревьями. Большинство видов летучих мышей охотится на насекомых, с каждым взмахом крыльев они испускают сигналы, разносящиеся на большие расстояния. Нектароядные мыши, напротив, пользуются более слабыми волнами, но их сигналы устроены гораздо сложнее – ученые называют такую уловку частотной модуляцией. Благодаря ей животные могут получать «акустические снимки», содержащие точную информацию о размерах, форме, расположении объектов в пространстве, структуре их поверхности. За возможность лучше различать детали приходится расплачиваться дальностью действия такой эхолокации – она эффективна лишь в радиусе 4 метров. В тропических зарослях лиан Mucuna чашелистики-маячки служат своеобразными зеркалами, отражающими сигналы летучих мышей и отсылающими обратно четко идентифицируемую информацию о себе. Научившись ловко распознавать такие маячки с помощью органов чувств, рукокрылые застывают в жарких объятиях с бутонами. Определенно, они созданы друг для друга. Летучая мышь, взбираясь верхом на цветок, цепляется лапками за основание лепестка, поджимает хвостик, подтягивает заднюю лапку и просовывает голову в бутон. Длинный язык устремляется внутрь, запуская скрытый в цветке механизм «бомбы»: все глубже погружаясь в нектар, он вызывает цепные взрывы пыльниковых мешков, которые обильно покрывают шерсть зверька золотым слоем свежей пыльцы. Бах! Бах! Бах! Десять бутонов взорвались, запасы нектара уничтожены, летучие мыши отправляются восвояси. Но быстрый метаболизм рукокрылых не позволяет им улететь надолго. Каждый зверек за ночь наведывается к цветку сотню раз. Вид лиан Mucuna holtonii с их «бомбами» и щедрой порцией нектара – один из немногих видов, на которые животные садятся, а не только подлетают. Другие растения, не столь богатые нектаром, такой чести не удостаиваются: нектароядные летучие мыши зависают над ними, опустошая их за доли (1/5) секунды, так и не приземлившись. Около 40 видов подсемейства Glossophaginae составляют элиту «военно-воздушных сил» нектароядных летучих мышей. Они принадлежат к семейству листоносых рукокрылых, которые обитают в тропиках и субтропиках Западного полушария. Их носы причудливой формы, давшей название всему семейству, позволяют виртуозно испускать сложные эхолокационные сигналы. Опыление в обмен на нектар – сделка между растением и летучей мышью, которую биологи окрестили научным термином хироптерофилия (от латинского названия рукокрылых – Chiroptera ). В течение тысячелетий растения, опыляемые летучими мышами, «придумывали, как весьма элегантно решить непростую задачу: привлечь как можно больше опылителей, затратив как можно меньше энергии. Они не стали увеличивать количество (и улучшать качество) нектара, а вместо этого сделали его сбор более эффективным для своих рукокрылых партнеров. Растения вывешивают ночные цветы в свободных для пролета пространствах, так что летучим мышам довольно просто отыскать их и собрать нектар. (К тому же это намного безопаснее – хищникам вроде змей и опоссумов попросту негде укрыться.) Вдобавок, цветы подмешивают в свои ароматы соединения серы: такая приманка действует на больших расстояниях, и рукокрылые не в силах устоять. Впрочем, аромат на любителя, и человека он, напротив, отталкивает, напоминая воображаемую смесь из самых неприятных запахов, какие только существуют в мире: в нем есть ноты запаха кислой капусты, чеснока, прелых гниющих листьев, прокисшего молока и скунса. Mucuna и некоторые другие растения пошли еще дальше – чтобы привлечь эхолокаторы летучих мышей, они адаптировали форму своих цветков. До 1999 года никто и предположить не мог, что растения способны менять форму, чтобы облегчить животным сбор нектара. На исследовательской станции La Selva немецкие биологи Дагмар и Отто фон Гельверсен из Университета Эрлангена-Нюрнберга изучали акустические сигналы летучих мышей, когда Дагмар заметил, что чашелистики-маячки бутонов Mucuna очень походят на звуковые маячки-отражатели. Они приковывают к себе внимание в мире звуков, подобно путеводному свету маяка в темноте. Гипотеза подтвердилась после проведения серии экспериментов. Гельверсены продолжили исследования акустических характеристик цветов в Эрлангене, использовав для этого колонию лабораторных летучих мышей. Под их руководством студент Ральф Саймон обучил животных пить нектар из случайным образом размещенных кормушек разной формы. Проще и быстрее всего зверькам удавалось обнаружить округлые кормушки – в виде миски. Впоследствии Саймон отыскал похожие формы «кормушек» в природе, а у одного из цветков, который он разглядел на фотографии в научно-популярном журнале, был маячок в виде блюдца. (Из-за красных округлых частей цветка, содержащих нектар, редакторы журнала ошибочно решили, что это был фрукт). Заинтригованный, Ральф Саймон отправился на Кубу, прямиком туда, где цветок сфотографировали. В награду за упорство он получил подтверждение своей гипотезы, увидев, как летучие мыши пьют нектар из цветка, а тот щедро покрывает их своей золотистой пыльцой.
Исследование подтвердило давно известный летучим мышам факт – цветки «разговаривают» на своих языках.Вернувшись в лабораторию, Саймон соорудил похожие маячки и прикрепил их к кормушкам. Обыкновенные плоские маячки не слишком помогали обнаружить кормушку – время поиска было почти таким же, как и для кормушек без опознавательных знаков. А вот маячки в форме блюдца сократили это время вдвое! «Плоский лепесток дает лишь вспышку в мире звуков, когда сигнал отражается от его поверхности, – объясняет Саймон. – А вот маячок-блюдце при приближении летучей мыши отправляет обратно несколько сильных сигналов, покрывая обширное пространство. Он очень похож на настоящий маяк: отраженный звук имеет уникальный тембр». Продолжив работу в аспирантуре, Саймон сконструировал механическую голову летучей мыши, способную перемещаться. Внутри он установил небольшой источник ультразвука и два приемника в вершинах треугольника, точь-в-точь сымитировав нос и уши животного. В ходе эксперимента нос-источник издавал сложные последовательности звуков на разных частотах, похожие на эхолокационные сигналы летучих мышей, а Саймон направлял их на цветки, закрепленные на вращающейся подставке, и записывал регистрируемые ушами-приемниками отраженные звуковые волны. Так ему удалось собрать акустические характеристики цветков 65 видов растений, опыляемых рукокрылыми. Каждый из изученных Саймоном цветков имел уникальный ярко выраженный акустический образ, своего рода «отпечаток пальца». Это исследование подтвердило давно известный летучим мышам факт – цветки «разговаривают» на своих языках. В далекие 1790-е годы итальянского биолога Ладзаро Спалланцани подняли на смех за вы-двинутое им предположение, что летучие мыши «видят» в темноте при помощи ушей. Полтора столетия спустя, в конце 1930-х, ученые подтвердили этот факт, установив, как именно и с помощью какого механизма рукокрылые «видят» в темноте. А через 75 лет ученые выяснили, что «видеть» им помогают ночные растения, подстроив в процессе эволюции форму своих цветков, чтобы их было лучше слышно опылителям, и в итоге «засверкав» в мире звуков так же ярко, как сверкают в лучах солнца их самые многоцветные дневные собратья.
Цветки, опыляемые летучими мышами, обычно крупные, прочные, производят много нектара, неярко окрашенные или часто раскрываются только после захода солнца, поскольку рукокрылые питаются только ночью. Многие из цветков трубчатые или имеют другие структуры для предохранения нектара. У многих растений, привлекающих летучих мышей для опыления или распространения семян, цветки или плоды либо свисают на длинных цветоножках ниже листвы, где рукокрылым легче летать, либо образуются на стволах. Летучие мыши отыскивают цветки, пользуясь своим обонянием, поэтому для цветков характерен очень сильный запах брожения или фруктов. Эти животные, перелетая от дерева к дереву, слизывают нектар, поедают части цветка и пыльцу, одновременно перенося ее на своей шерсти с одного растения на другое. Они опыляют и распространяют семена, по крайне мере, 130 родов покрытосеменных. В Северной Америке длинноносые летучие мыши опыляют более 60 видов агавы, включая и те, что используются в приготовлении мексиканской текилы. Цветочные летучие мыши опыляют преимущественно кактусы (Pachycereen) и агавы. Колбасное дерево, или кигелия эфиопская, растущее в тропической Африке и на Мадагаскаре, опыляется летучими мышами. Летучие мыши опыляют такие растения, как:
Курупита гвианская (Couroupita guianensis), Цефалоцереус (Cephalocereus senilis), Баобаб африканский (Adansonia digitata), Колбасное дерево (Kigelia pinnata), Трианея (Trianaea), Хлебное дерево (Artocarpus altilis), Лиана Mucuna holtonii., Голубая агава (Аgave tequilana weber azul), Какао (Theobroma cacao), Орхидеи из рода Дракула, Хоризия великолепная (Chorisia speciosa), Дуриан цибетиновый (Durio zibethinus).
Пахицереус Прингла, опыляемый летучими мышами пустыни Сонора (Центральная Америка)
Селеницереус - еще один кактус, опыляемый ночью летучими мышами, а днем пчелами
Летучие мыши, опыляющие цветы, питаются нектаром. В качестве приспособления у них выработалась удлиненная мордочка. В Северной Америке есть род летучих мышей, которые так и называются - длинноносые.
Опыление
Что такое опыление? Цветение - это состояние растений от начала раскрытия цветков до засыхания их тычинок и лепестков . Во время цветения и происходит опыление растений.
Опылением называют перенос пыльцы с тычинок на рыльце пестика . Если пыльца переносится с тычинок одного цветка на рыльце пестика другого цветка, то происходит перекрёстное опыление . Если же пыльца попадает на рыльце пестика того же цветка - это самоопыление .
Перекрестное опыление. При перекрёстном опылении возможны два варианта: пыльца переносится на цветки, находящиеся на том же растении, пыльца переносится на цветки другого растения. В последнем случае надо учитывать, что опыление происходит только между особями одного вида!
Перекрестное опыление может осуществляться ветром, водой (эти растения и растут в воде или у воды: роголистник, наяда, валлиснерия, элодея ), насекомыми, а в тропических странах также птицами и летучими мышами.
Перекрёстное опыление биологически более целесообразно, потому что потомство, соединив в себе признаки обоих родителей, может лучше приспособиться к среде. Самоопыление имеет свои достоинства: оно не зависит от внешних условий, а потомство стабильно сохраняет родительские признаки. Например, если выращиваются жёлтые помидоры, то на следующий год, использовав их семена, можно опять получить такие же жёлтые помидоры (помидоры , как правило, - самоопылители). Большинство растений опыляются перекрестно, хотя строго перекрестноопыляемых растений мало (например, рожь ), чаще перекрестное опыление сочетается с самоопылением, что еще больше повышает приспособленность растений к выживанию.
Типы опыления цветков: самоопыление, перекрестное
Ветроопыляемые растения. Растения, цветки которых опыляются ветром, так и называются ветроопыляемыми . Обычно их невзрачные цветки собраны в компактные соцветия, например, в сложный колос, или в метёлки. В них образуется огромное количество мелкой, лёгкой пыльцы. Ветроопыляемые растения чаще всего растут большими группами. Среди них есть и травы (тимофеевка, мятлик, осока) , и кустарники, и деревья (орешник, ольха, дуб, тополь, берёза) . Причём эти деревья и кустарники цветут одновременно с распусканием листьев (или даже раньше).
У ветроопыляемых растений тычинки обычно имеют длинную тычиночную нить и выносят пыльник за пределы цветка. Рыльца пестиков также длинные, «лохматые» - чтобы уловить летающие в воздухе пылинки. У этих растений есть некоторые приспособления и к тому, чтобы пыльца не расходовалась зря, а попадала предпочтительно на рыльца цветков своего же вида. Многие из них цветут по часам: одни распускаются рано утром, другие днём.
Насекомоопыляемые растения. Насекомых (пчёл, шмелей, мух, бабочек, жуков) привлекает сладкий сок - нектар, который выделяют особые желёзки - нектарники. Причём расположены они таким образом, чтобы насекомое, добираясь до нектарников, обязательно задело пыльники и рыльце пестика. Нектаром и пыльцой насекомые питаются. А некоторые (пчёлы) даже запасают их на зиму.
Следовательно, наличие нектарников - важный признак насекомоопыляемого растения. Кроме того, их цветки обычно обоеполые, пыльца у них клейкая с выростами на оболочке, чтобы зацепиться за тело насекомого. Находят насекомые цветки по сильному запаху, по яркой окраске, по крупным цветкам или соцветиям.
У ряда растений нектар, который и привлекает насекомых, доступен многим из них. Так на цветущих маках, жасмине, бузульнике, нивянике можно увидеть и пчёл, и шмелей, и бабочек, и жуков.
Но есть растения, приспособившиеся к определённому опылителю. При этом они могут иметь особое строение цветка. Гвоздику, с её длинным венчиком опыляют только бабочки, длинный хоботок которых может добраться до нектара. Только шмели могут опылять льнянку, львиный зев : под их тяжестью нижние лепестки цветков отгибаются и насекомое, добираясь до нектара, собирает своим лохматым тельцем и пыльцу. Рыльце пестика расположено так, чтобы пыльца, принесённая шмелём с другого цветка, обязательно на нём осталась.
Цветки могут иметь запах привлекательный для разных насекомых или пахнуть особенно сильно в разное время суток. Многие белые или светлые цветки особенно сильно пахнут вечером и ночью - их опыляют ночные бабочки. Пчёл привлекают сладкие, «медовые» запахи, а мух - запахи для нас часто не очень приятные: так пахнут многие зонтичные растения (сныть, борщевик, купырь) .
Учёные провели исследования, которые показали, что насекомые видят цвета особым образом и каждый вид имеет свои предпочтения. Не зря в природе среди дневных цветков царствуют все оттенки красного цвета (а вот в темноте красный цвет почти не различим), а синего и белого гораздо меньше.
Для чего так много приспособлений? Для того, чтобы иметь больше шансов, что пыльца не будет потрачена зря, а попадёт на пестик цветка растения того же вида.
Изучив строение и особенности цветка, можно предположить, какие животные его опылят. Так, цветки душистого табака имеют очень длинную трубку из сросшихся лепестков. Следовательно, до нектара могут добраться только насекомые с длинным хоботком. Цветки - белого цвета, хорошо видны в темноте. Особенно сильно пахнут вечером и ночью. Опылители - бражники, ночные бабочки, которые имеют хоботок до 25 см длиной.
Самый крупный в мире цветок - раффлезия - окрашен в красный цвет с тёмными пятнами. Пахнет он тухлым мясом. Но для мух нет запаха приятнее. Они и опыляют этот замечательный, редкий цветок.
Самоопыление. Большинство самоопыляющихся растений - это сельскохозяйственные культуры (горох, лён, овёс, пшеница, томат) , хотя есть самоопыляющиеся растения и среди дикорастущих.
Некоторые из цветков опыляются уже в бутонах. Если раскрыть бутон гороха, то можно увидеть, что пестик весь усыпан оранжевой пыльцой. У льна опыление проходит в открытом цветке. Цветок распускается рано утром и уже через несколько часов лепестки осыпаются. Днем температура воздуха повышается и тычиночные нити скручиваются, пыльники прикасаются к рыльцу, лопаются, и пыльца высыпается на рыльце. Самоопыляющиеся растения, в том числе лён , могут опыляться и перекрёстно. И наоборот, при неблагоприятных условиях и у перекрёстноопыляемых растений может произойти самоопыление.
Перекрёстноопыляемые растения в цветке имеют приспособления, предотвращающие самоопыление: пыльники созревают и высыпают пыльцу раньше, чем разовьётся пестик; рыльце расположено выше пыльников; пестики и тычинки могут развиваться в разных цветках и даже на разных растениях (двудомные).
Искусственное опыление. В определённых случаях человек проводит искусственное опыление, то есть сам переносит пыльцу с тычинок на рыльце пестиков. Искусственное опыление осуществляют с разными целями: для выведения новых сортов, для повышения урожайности некоторых растений. В безветренную погоду человек опыляет ветроопыляемые культуры (кукуруза) , а в холодную или сырую погоду - насекомоопыляемые растения (подсолнечник) . Искусственно опыляют и ветро-, и насекомоопыляемые растения; и перекрестно-, и самоопыляемые.
Интерактивный урок-тренажёр. (Выполните все задания урока)
