Тайна зеленого цветка: как растение опровергло полувековой закон эволюции

Растения из рода Эсхинантус часто называют «помадной лианой» за их яркие, красные и вытянутые цветы, напоминающие тюбик губной помады. Однако один из представителей этой группы, кажется, «потерял свою помаду» – его цветы стали короче, шире и приобрели желтовато-зеленый оттенок. Это изменение не просто косметическое – оно отражает глубокую эволюционную загадку, решение которой изменило взгляды ученых на законы природы.

Большинство «помадных» лиан с их алыми трубчатыми цветами привлекают птиц-нектарниц, чьи длинные и тонкие клювы идеально подходят для извлечения нектара. В процессе питания нектарницы переносят пыльцу, помогая растениям размножаться. Но в центре нового исследования, опубликованного в журнале New Phytologist, оказался вид Aeschynanthus acuminatus, чьи цветы изменили форму. Его история ставит под сомнение классические представления о видообразовании у растений.

Главный вопрос для ученых заключался в том, как и где этот вид приобрел свои необычные цветы. Загадку усложняло то, что A. acuminatus встречается как на материковой части Юго-Восточной Азии, где обитают его опылители-нектарницы, так и на Тайване, где этих длинноклювых птиц нет вовсе. На острове, как показали наблюдения с помощью фотоловушек, цветы опыляют другие, более короткоклювые виды пернатых.

Возникла дилемма, похожая на вопрос о курице и яйце. Предки растения сначала попали на Тайвань, лишенный нектарниц, и уже там были вынуждены эволюционировать, чтобы приспособиться к местным птицам? Или же они отделились от своих алых «родственников» еще на материке, несмотря на обилие привычных опылителей, и только потом попали на Тайвань?

Более 50 лет ботаники руководствовались моделью Гранта – Стеббинса. Она гласит, что переход к новому опылителю, который и запускает формирование нового вида, происходит тогда, когда растение расширяет свой ареал и попадает в среду, где его старых опылителей нет. Согласно этой модели, A. acuminatus должен был эволюционировать именно на Тайване, вдали от нектарниц.

Однако анализ ДНК образцов A. acuminatus с материка и с Тайваня, а также других видов «помадных» лиан, показал удивительные результаты. Построенные генетические древа ясно указали, что тайваньские растения произошли от материковых популяций A. acuminatus. Это означает, что вид приобрел свои уникальные короткие и широкие цветы еще на материке, в окружении длинноклювых нектарниц. Таким образом, классическая модель эволюции в данном случае не сработала.

«Это были действительно захватывающие результаты, поскольку они не соответствуют классическим представлениям о том, как, по нашему мнению, должен был развиваться этот вид», – отмечает ведущий автор исследования Цзин-И Лу. Открытие ставит новые вопросы. Почему произошел этот переход к более универсальным короткоклювым птицам, если первоначальный опылитель, нектарница, все еще был доступен? Ученые предполагают, что в какой-то момент в прошлом нектарницы перестали быть оптимальными или достаточными опылителями, и естественный отбор поддержал переход.

Эта история подчеркивает незаменимую важность полевых исследований и наблюдений за природой. «Это требует огромных человеческих усилий, которые не может воспроизвести ИИ и не могут ускорить компьютеры, – говорит старший автор исследования Рик Ри. – Ничто не заменит месяцы, проведенные в экспедициях, чтобы увидеть, где растут эти растения и какие птицы их опыляют».