Новые исследования показывают, насколько сильно растения и сельскохозяйственные культуры зависят от множества обитающих в темноте ползучих гадов.
Если подумать об опылении, то, скорее всего, представляется прекрасная бабочка или
пчела, порхающая между цветами. Но хотя это действительно важные опылители, мир природы и запасы продовольствия зависят от множества других существ, некоторые из которых гораздо менее привлекательны.
Большинство из 350 тысяч видов цветковых растений в мире размножаются с помощью животных-опылителей.
В последние годы опылители и их значение для экосистем всё чаще оказываются в центре внимания из-за резкого сокращения их численности. Пострадали
птицы,
летучие мыши, пчёлы, шмели и бабочки, причём численность некоторых популяций сократилась на 80% и более. Причины - потеря среды обитания, пестициды и
изменение климата.
Недавние исследования также показали, что разнообразие опылителей так же важно для экосистем и культурных растений, как и их количество, и обнаружили, что это разнообразие сокращается по тем же причинам.
По оценкам учёных, 3-5% урожая фруктов, овощей и орехов во всём мире теряется в результате недостаточного опыления, что влияет на доступность здоровой пищи и угрожает здоровью людей.
От тараканов и жуков до крошечных «морских пчёл» - вот некоторые из самых неожиданных, а иногда и пугающих опылителей, на которых продолжает полагаться мир, даже если люди не всегда замечают их.
Тараканы
Тараканы, по словам одного из учёных, «одни из самых презираемых существ на Земле». Но последние исследования показывают, что они играют полезную и давно забытую роль опылителей растений - особенно в тёмных участках леса, которых часто избегают более любимые человеком пчёлы и бабочки.
«Традиционно опыление ассоциируется с пчёлами, мухами, мотыльками и бабочками», - говорит Кенджи Суэцугу, профессор биологии из Университета Кобе в Японии. «Однако новые исследования показывают, что неожиданные гости, такие как тараканы, могут играть важную роль при определённых условиях».
Эти «
альтернативные опылители», добавляет он, часто особенно важны в условиях, когда обычных опылителей не хватает, например «
в густых, затенённых подлесках, где количество света ограничено, а типичные опылители встречаются редко». Как только первые цветы распустились из своих бутонов в начале
мелового периода, их стали посещать опылители. Но первыми на их лепестки приземлились не пчёлы или бабочки.
Фото: bbc.com
На самом деле, растущее число исследований свидетельствует о том, что тараканы выступают в качестве опылителей в богатом и разнообразном спектре экосистем - роль, которая ранее оставалась практически незамеченной, поскольку эти существа являются ночными и менее очевидными в своём взаимодействии с растениями, чем пчёлы.
В последние годы были получены данные об опылении тараканами таких видов растений, как Clusia blattophila из рода Клузия – вечнозелёных кустарников, растущая на скалистых обнажениях во Французской Гвиане, и редкий исчезающий Ластовень хайнанський (Vincetoxicum hainanense) в Китае (многолетняя лиана), а также других.
Суэцугу изучал роль тараканов в опылении густых вечнозелёных лесов на острове Якусима, пышном субтропическом острове у берегов Японии. В частности, его интересовало опыление с помощью тараканов паразитического грибовидного растения Balanophora tobiracola из рода Баланофора.
Поскольку тараканы неуловимы и ведут ночной образ жизни, он использовал несколько трюков, чтобы лучше понять их взаимодействие с этим растением. Например, он установил перед одним цветущим растением водонепроницаемую цифровую камеру, которая фотографировала его с интервалом в 50 секунд от заката до рассвета в течение примерно трёх недель.
Полученные фотографии - более 34 тысячи снимков - показали, что тараканы посещают цветок ночью. Суэцугу также снимал тараканов после того, как они посещали растение, чтобы определить и подсчитать количество пыльцевых зёрен на их теле.
Чтобы выяснить, как одно посещение тараканами влияет на вероятность плодоношения растения, он закрыл пять цветков растения мелкой сеткой и открыл её только для одного посещения тараканом Margattea satsumana (наиболее частым посетителем этого растения), а затем снова закрыл. Он сравнил это с другими способами обработки растения, такими как закрытие цветков сеткой на весь период цветения, чтобы исключить всех опылителей.
Исследование, опубликованное в 2025 году, представляет собой «первое прямое доказательство эффективного опыления тараканами» этого вида растений, говорит Суэцугу. «В случае единственного посещения тараканом почти 40% цветков развили пыльцевые трубки, что является сильным показателем успешного опыления».
Жуки
Как только в раннем меловом периоде из бутонов распустились первые цветы, их посетили опылители. Первыми на лепестки приземлились пионеры опыления, которые, как предполагается, имели шесть лапок и прочный, блестящий панцирь. Это были жуки.
Жуки и по сей день остаются важными опылителями, часто посещая цветы с самой, казалось бы, бесперспективной привлекательностью - мало нектара, зеленоватые цветки, резкий, возможно, гнилостный запах - набор признаков, известный как «синдром жука-опылителя».
Фото: bbc.com
Несмотря на миллионы лет
эволюции, жуки остаются одними из самых частых опылителей примитивных цветов, появившихся ещё во времена динозавров, например магнолий. И в отличие от более известных современных опылителей, многие жуки любят работать ночью, летя или ползя к теплу и восхитительному аромату, источаемому некоторыми специализированными для жуков цветами, такими как орхидеи из семейства Lowiaceae на Борнео, которые сильно пахнут фекалиями - любимое лакомство жуков-навозников.
Мотыльки
Паря над цветами дикого табака, бражники (или ястребиные мотыльки) разворачивают хоботок длиной 8 сантиметров, чтобы выпить нектар - один из их любимых видов пищи. При этом зёрна пыльцы, как по волшебству, проникают в воздушные зазоры размером в несколько миллиметров или даже сантиметров. Есть научное объяснение происходящему
Во время полёта мотыльки накапливают столько статического электричества, что пыльца притягивается к ним через воздух.
Тот факт, что мотылькам не нужно прикасаться к цветкам, чтобы их опылить, делает их очень хорошими опылителями. Большинство исследований в области опыления было сосредоточено на дневных насекомых, но теперь исследователи изучают, что происходит ночью.
В 2023 году учёные из Сассекского университета (Великобритания) обнаружили, что мотыльки могут быть даже более эффективными опылителями, чем пчёлы. Команда исследовала дневные и ночные посещения опылителями растений брамбли - широко распространённого в Европе вида, который важен для опылителей своей пыльцой и нектаром.
Исследование показало, что 83% всех посещений было совершено днем и только 17% - под покровом темноты (почти исключительно мотыльками), однако мотыльки смогли опылить цветы быстрее, чем их дневные собратья.
Фото: bbc.com
Авторы говорят, что ночное опыление недостаточно изучено. По их словам, поскольку мотыльки переносят пыльцу самых разных видов растений, необходимы дальнейшие исследования, чтобы в полной мере оценить роль, которую они и другие ночные насекомые играют в опылении.
Ещё одно недавнее исследование, проведённое в Университете Шеффилда (Великобритания), показало, что на долю мотыльков приходится треть всех опылений в городах. Однако отсутствие местных видов растений и разнообразия растительного мира в городах в сочетании с удушающим запахом загрязнения воздуха приводит к тому, что мотыльки всё ещё пытаются найти себе пищу. Теперь эксперты предупреждают о «тревожном» глобальном снижении численности и разнообразия мотыльков.
Однако есть способы помочь: сажать белые цветы, оставлять расти кустарники, грубую траву и камыши и выключать свет на ночь. Оказывается, ночные опылители, такие как мотыльки, нуждаются в защите не меньше, чем пчёлы.
Летучие мыши
Летучие мыши - ещё один часто упускаемый из виду пушистый ночной опылитель. Хотя большинство летучих мышей питаются в основном насекомыми, по меньшей мере 500 видов растений в тропиках и субтропиках опыляются в основном летучими мышами, питающимися нектаром.
Учёные говорят, что опыление летучими мышами (хироптерофилия) имеет свои преимущества: их крупные размеры позволяют переносить много пыльцы за один раз, и они летают на большие расстояния по сравнению со многими другими опылителями.
Однако большой размер летучих мышей может также сделать их опыление энергетически затратным для растений.
Фото: bbc.com
Один из примеров - находящийся под угрозой исчезновения большеухий листонос, обитающий на юго-западе США и в Мексике. Эта летучая мышь питается в основном пыльцой и нектаром агавы (из которой делают мецкал и текилу) и различных кактусов, паря над растениями подобно колибри. Наряду с малой длинноносой летучей мышью он является основным опылителем агавы.
Как и
агава, бледные цветы, которыми питаются листоносы, часто бывают длинными и колокольчатыми, и многие летучие мыши придумали способы добраться до нектара, находящегося в их нижней части.
Экстремальный пример – трубкогубая нектарная летучая мышь, обитающая в облачных лесах Эквадора. Размером с обычную мышь, она имеет язык, длина которого более чем в полтора раза превышает длину её тела - самое длинное соотношение языка к телу среди всех млекопитающих, и является единственным опылителем растений с колокольчиками таких размеров. Когда в использовании языка нет необходимости, животное прячет его в грудной клетке.
В разрозненных тропических ареалах нектарные летучие мыши играют важную роль в поддержании популяций некоторых растений, а также в опылении сельскохозяйственных культур для фермеров. Однако исследователи предупреждают, что статус летучих мышей как долгое время не замечаемого опылителя означает недостаток знаний о том, насколько зависит урожайность и качество сельскохозяйственных культур от летучих мышей.
Например, исследование 2020 года показало, что летучие мыши являются основными опылителями питайи (питахайи), одной из основных сельскохозяйственных культур в центральной Мексике, и что, когда летучие мыши были отстранены от опыления этой культуры, урожайность снизилась на 35%. Эксперты также предупреждают, что сокращение популяции летучих мышей может привести к падению численности агавы.
Летучие мыши также играют важную экологическую роль для диких растений и сельскохозяйственных культур во всём мире, являясь как рассеивателями семян, так и насекомоядными. Было установлено, что борьба летучих мышей с вредителями помогает многим сельскохозяйственным культурам по всему миру - от кофе в Коста-Рике и какао в Индонезии до риса в Таиланде и хлопка в США - и иногда это приносит миллиарды долларов.
Как и многие другие опылители, летучие мыши подвергаются воздействию изменений окружающей среды по всему миру, и исследователи предупреждают, что эти изменения ставят под угрозу «услуги» по опылению, предоставляемые некоторыми видами летучих мышей.
Морские пчёлы
Несмотря на свои крошечные, незаметные цветы, морские травы способны размножаться без помощи животных. Например, Thalassia testudinum, растущая на мелководье в Карибском море, имеет миниатюрные мужские цветки, производящие пыльцу, и женские цветки, не производящие пыльцу. В скоординированных циклах женские цветки раскрываются, за ними следуют мужские, которые после захода солнца выбрасывают пыльцу в прилив.
Десятилетие назад считалось, что только таким образом происходит опыление морских трав, а животные-опылители посещают только цветки, распускающиеся на открытом воздухе. Но в ходе эксперимента, проведённого в аквариуме в Мексике в 2016 году, эколог Бригитта ван Туссенбрук из Национального автономного университета Мексики и её коллеги показали, что морские ракообразные на самом деле играют определённую роль.
В основном морские ракообразные существа зависят от океанских течений, но когда воды спокойны, они способны целенаправленно плавать, за что их прозвали «морскими пчёлами».
«С наступлением ночи многие мелкие организмы, которые днём прятались от хищников, начинали плавать», - говорит она. Большинство из них были едва заметными личинками ракообразных, которые подплывали к мужским цветкам, чтобы полакомиться богатой энергией пыльцой, содержащейся в «слизистой и липкой субстанции».
Фото: bbc.com
«Часть этого вещества и пыльцы прилипает к их частям тела, когда они плавают вокруг, а также подбрасывается вверх-вниз движением воды», - говорит ван Туссенбрук. На женских цветках есть «похожие на щупальца рыльца, которые захватывают мелкие организмы, переносящие пыльцу», и таким образом оседают пыльцевые зерна. «В основном эти беспозвоночные зависят от прихотей океанских течений, но когда воды спокойны, они могут целенаправленно плавать», - добавляет она.
«Это было полной неожиданностью», - говорит ван Туссенбрук, - «И также изменило общее мнение о том, что мелкие свободно передвигающиеся представители фауны не играют никакой роли в опылении морской травы».
Но, возможно, ещё более удивительным стало открытие в 2022 году, что крошечные балтийские изоподы помогают переносить похожие на пыльцу «сперматозоиды», производимые красными водорослями. Считается ли это опылением, если пыльцы нет?
Исследователи называют это «оплодотворением, опосредованным животными» и задаются вопросом, что это значит для понимания опыления, которое, как считается, возникло около 130 миллионов лет назад, когда цветковые растения впервые появились на суше.
Открытие предполагает возможность того, что подобные симбиотические взаимодействия могли развиваться совершенно отдельно на суше и в воде - и что опосредованное животными оплодотворение могло появиться в море задолго до того, как растения вышли на берег.
Опыляют ли слизни и улитки?
Исследование Суэцугу, посвящённое забытым опылителям в Японии, может также помочь решить 100-летнюю загадку в области изучения опыления: опыляют ли слизни и улитки растения?
Фото: bbc.com
Идея о том, что слизни и улитки могут опылять растения, часто упоминается в учебниках, но «надежных доказательств на удивление мало», говорит Суэцугу. Этот тип опыления, известный как малакофилия, звучит правдоподобно: слизни и
улитки скользят по цветкам, собирают пыльцу и переносят её.
Однако, учитывая, что улитки и слизни едят цветы, неясно, помогают ли такие визиты в конечном итоге размножению - или же они пожирают цветы до того, как на них появится плод.
Исследование Суэцугу, проведённое в 2019 году, показало, что один из видов слизней, Валенсийский слизняк - трехполосный садовый слизняк (Ambigolimax valentianus), переносит пыльцу с помощью тонких нитей вязкой слизи после посещения цветков растения Родея японская (Rohdea japonica), но это не приводит к плодоношению.