– Kwiaty mają ograniczoną ilość substancji zapachowych, więc sensowne jest, aby uwalniały je tylko gdy zapylacze są w pobliżu. Zasadniczo warto reklamować się wtedy, kiedy wiemy, że znajdziemy odbiorców – mówi główna autorka nowego badania dr Clara Montgomery.
Badanie przeprowadzone przez zespół brytyjskich naukowców jest pierwszym, które wykazało, że rośliny mogą w ten sposób reagować na kontakt z zapylaczami. Pod wpływem spotkań z trzmielami, zaczynają emitować bardziej intensywny zapach, aby przyciągnąć kolejne owady i zwiększyć swoją szansę na zapylenie.
Trzmiele przenoszą ładunki elektryczne
Wcześniejsze badania wykazały, że trzmiele (ale też inne zapylacze) przenoszą niewielki ładunek elektryczny. Naelektryzowane są także same kwiaty, co ułatwia przyklejanie się pyłku do ciał owadów. Ogólnie sytuacja wygląda tak – gdy dodatnio naładowany owad podlatuje do ujemnie naładowanego kwiatu, pyłki samoczynnie lecą w jego kierunku, przyciągane przez ładunek elektryczny.
Ten niezwykły mechanizm odkryto w 2013 roku, ale dopiero niedawny eksperyment ujawnił, że pełni on jeszcze jedną funkcję. Wykazano, że ładunek elektryczny przenoszony przez trzmiela – choć niezwykle mały, bo wynoszący zaledwie 120 pikokulombów (pC) – prowadzi do wywołania „odpowiedzi zapachowej” u petunii z gatunku Petunia integrifolia.
Jak to sprawdzono? Najpierw naukowcy skonstruowali specjalną „arenę do zapylania”, dzięki której mogli zmierzyć ładunek przenoszony przez każdego owada oraz ilość benzaldehydu – głównej substancji zapachowej uwalnianej przez kwiaty.
Aby upewnić się, czy rośliny rzeczywiście reagują na ładunek elektryczny, czy jedynie na dotyk owada, naukowcy stworzyli dwa rodzaje narzędzi pomocniczych. Jednym był uziemiony metalowy pręt, a drugim – naelektryzowana nylonowa kulka, która przenosiła ładunek ok. 600 pC – czyli pięć razy większy, niż ten przenoszony przez trzmiela.
Globalny krach zapylania. Czy pożegnamy się z owocami?
Tylko ładunek elektryczny uwalniał zapach z kwiatów
W ramach eksperymentu naukowcy najpierw wystawili kwiaty na kontakty z trzmielami, a następnie próbowali pobudzić petunie, dotykając ich wcześniej wspomnianymi narzędziami. Przez cały czas rejestrowali potencjalną odpowiedź na bodźce – mierząc ilość uwalnianej przez kwiaty substancji zapachowej.
Wyniki badania pokazały, że w przypadku kwiatów odwiedzanych przez swobodnie latające trzmiele odnotowano znaczny wzrost produkcji benzaldehydu. Kwiaty dodatkowo pobudzane dotykiem naładowanej elektrycznie kulki, ponownie zwiększały produkcję substancji lotnej – niemal podwajając jej średnią objętość. Z kolei rośliny, które zostały potraktowane uziemionym prętem, nie wykazały żadnego wzrostu.
– To odkrycie ujawnia wcześniej nieznany rodzaj interakcji między owadami i roślinami, świat nieuchwytnych sygnałów elektrycznych, których my, ludzie, nie jesteśmy w stanie wykryć bez specjalistycznego sprzętu – mówi kierownik projektu prof. Daniel Robert z Uniwersytetu w Bristolu.
To element strategii przetrwania roślin
Badania jako pierwsze pokazują, że kwiaty reagują na odwiedziny zapylaczy, uwalniając bardziej intensywny zapach. W związku z tym, że obecność jednego trzmiela może świadczyć o bliskości innych owadów, autorzy sugerują, że kwiaty reagują w ten sposób, aby zwabić kolejnych gości.
– Cecha ta prawdopodobnie wyewoluowała u roślin, aby zmaksymalizować skuteczność uwalnianych przez nie chemikaliów przyciągających zapylacze – wyjaśnia dr Montgomery.
Poleganie na sygnale tak oczywistym, jak przenoszony przez owada ładunek elektryczny z pewnością jest skuteczniejsze, niż reagowanie na temperaturę lub światło słoneczne – dodaje badaczka. Gdyby kwiaty uwalniały więcej zapachu w odpowiedzi na takie bodźce, mogłyby narazić się na marnowanie cennych zasobów lub niechcący zwabiać owady pasożytujące na ich liściach czy kwiatach.
– Owady są dominującymi zapylaczami w ekosystemach rolniczych, świadcząc usługi zapylania dla wielu naszych upraw. Im lepiej rozumiemy interakcje zapylacz-roślina, tym lepiej możemy chronić owady zapylające i zapewnić bezpieczeństwo produkcji żywności – dodaje dr József Vuts, ekolog chemiczny i współautor badania.
Źródło: The Science of Nature.