О происхождении (и судьбе) растений, которые никогда не цветут

Исследовательская группа из Университета Кобе обнаружила, что два вида самоопыляющихся орхидей с нераскрывшимися цветами произошли от видов, опыляемых насекомыми, которые уже имеют очень низкую степень генетической изменчивости в этом географическом регионе. Фото: Ансай Сюн, Суэцугу Кэндзи, Канэко Синго

Растения, которые размножаются исключительно путем самоопыления, возникают из популяций с чрезвычайно низким разнообразием. Исследования, проведенные в Университете Коби, не только добавляют грань к возможным эволюционным стратегиям, но и придают вес подозрениям Дарвина о том, что эта стратегия может быть путем к вымиранию.

Чарльз Дарвин однажды заметил: «Вряд ли будет преувеличением сказать, что природа самым решительным образом говорит нам, что она питает отвращение к постоянному самооплодотворению». Тем не менее, ботаник из Университета Кобе Суэцугу Кэндзи знает несколько островов в Японии, где орхидеи размножаются, даже не раскрывая свои цветы.

Он говорит: «Я давно был очарован скептицизмом Дарвина в отношении растений, которые полностью полагаются на самоопыление. Когда я нашла эти нецветущие орхидеи, я почувствовала, что это идеальный шанс напрямую вернуться к этому вопросу. Очевидное пренебрежение эволюционным здравым смыслом заставило меня задуматься о том, какие именно условия — как экологические, так и генетические — позволят возникнуть чисто самоопыляемому образу жизни, не говоря уже о том, чтобы сохраниться.

На северных островах Рюкю Куросима, Такэсима и Якусима существуют единственные дикие популяции растений, которые, как известно, размножаются исключительно путем самоопыления.

«Наша группа более десяти лет работала с местными энтузиастами растений, наблюдая за более чем сотней отдельных растений на нескольких островах, поэтому мы можем с уверенностью сказать, что эти орхидеи никогда не раскрывают свои цветы в естественной среде обитания», — объясняет Суэцугу.

Он и его команда решили подвергнуть эти популяции генетическому анализу, который может обнаружить мельчайшие различия даже между близкородственными особями, что позволило им отслеживать поток генов и родство.

В журнале Труды Королевского общества B, команда под руководством Университета Кобе теперь сообщает, что чрезвычайное генетическое единообразие между растениями у каждого вида доказывает, что они действительно являются чисто самоопыляющимися.

Кроме того, они также обнаружили, что каждый из этих двух видов произошел от опыляемых насекомыми видов, которые уже имеют очень низкую степень генетической изменчивости в этом географическом регионе. На самом деле, вариация настолько низка, что, хотя пыльца может передаваться от одного растения к другому, это почти идентично самоопылению.

О происхождении (и судьбе) растений, которые никогда не цветут

На северных островах Рюкю Куросима, Такэсима и Якусима существуют единственные дикие популяции растений, которые, как известно, размножаются исключительно путем самоопыления (Gastrodia kuroshimensis). Фото: Ямасита Хироаки

Ситуация только усугубляется еще одним наблюдением Суэцугу: перекрестноопыляющиеся родственники на этих островах полагаются на плодовых мушек с ограниченной способностью к полету. Таким образом, животные опыляют, если они вообще опыляют растения, цветы того же растения или тех, которые живут очень близко, что еще больше снижает пользу от опыления насекомыми.

Суэцугу объясняет: «Заявление Дарвина было мотивировано идеей о том, что чисто самоопыляющаяся линия будет накапливать вредные мутации и в конечном итоге столкнется с эволюционным тупиком. Тем не менее, наши результаты показывают, что для родственных видов с открытыми цветами реальная генетическая выгода от скрещивания может быть незначительной, что дает самоопыляющимся орхидеям, которые более успешны в производстве фруктов, эволюционное преимущество».

Как оказалось, скептицизм Дарвина, возможно, не был необоснованным. Еще одним результатом исследования Университета Кобе является то, что даже по самым скромным оценкам, возраст этих самоопыляющихся видов составляет не более 2000 лет. Учитывая, что в дикой природе нет других известных примеров чисто самоопыляющихся растений, такие виды могут быть эфемерными.

«Тот факт, что эти орхидеи действительно никогда не скрещиваются, поднимает интригующие вопросы об их долгосрочной жизнеспособности, особенно под давлениемФрагментация среды обитания ике и изменение климата», — говорит Суэцугу.

Тем не менее, он гордится выводами своей команды, говоря: «Каждая новая точка данных, каждый вновь описанный вид приближают меня к пониманию всего спектра эволюционных возможностей».

Дополнительная информация:
Геномная сигнатура и эволюционная история полностью клейстогамных линий у нефотосинтезирующей орхидеи Gastrodia, Труды Королевского общества B: Биологические науки (2025). DOI: 10.1098/rspb.2025.0574. royalsocietypublishing.org/doi … . 1098/RSPB.2025.0574

Предоставлено
Университет Кобе

Цитата :
О происхождении (и судьбе) растений, которые никогда не цветут (2025, 20 мая)
проверено 20 мая 2025 г.
от https://phys.org/news/2025-05-fate-bloom.html

Этот документ защищен авторским правом. За исключением любых честных деловых отношений с целью частного обучения или исследований, никакие
Часть может быть воспроизведена без письменного разрешения. Содержание предоставляется исключительно в информационных целях.