Цветы меняют свой цвет, чтобы адаптироваться к изменению климата

Цветки альпийской лапчатки

Цветки альпийской лапчатки, собранной в 1977 г. (слева) и 1999 г. (справа), имеют заметно различающиеся структуры ультрафиолетового пигмента

По мере изменения климата на планете растения и животные адаптировались, осваивая новые территории и даже меняя сезоны размножения. Исследования теперь показывают, что за последние 75 лет цветы также адаптировались к более высоким температурам и более низким уровням озона, изменяя ультрафиолетовые пигменты в своих лепестках.

Ультрафиолетовые пигменты цветов невидимы для человеческого глаза, но они привлекают опылителей и служат своего рода солнцезащитным кремом для растений, говорит Мэтью Коски, эколог из Университета Клемсона. Ультрафиолетовое излучение может быть вредным для человека, а также может повредить цветочную пыльцу. Чем больше УФ-поглощающего пигмента в лепестках, тем меньше вредного излучения достигает чувствительных клеток.

Ранее Коски и его коллеги обнаружили, что цветы, подвергающиеся большему воздействию УФ – излучения – обычно те, которые растут на больших высотах или ближе к экватору, имеют больше УФ-пигмента в своих лепестках. Затем он задался вопросом, влияют ли УФ-пигменты на два фактора, влияющих на человеческую деятельность, повреждение озона и изменение температуры.

Чтобы выяснить это, Коски и его коллеги изучили коллекции растений из Северной Америки, Европы и Австралии, датируемые 1941 годом. В общей сложности они исследовали 1238 цветов 42 различных видов. Они фотографировали лепестки цветов одного и того же вида, собранные в разное время по всему их естественному ареалу, используя чувствительную к ультрафиолетовому излучению камеру, которая фиксировала изменения в ультрафиолетовом пигменте. Затем они сравнили эти изменения с данными о местном озоне и температуре.

В среднем пигмент цветов во всех местах увеличивался с течением времени – в среднем на 2% в год с 1941 по 2017 год, так исследователи сообщили в этом месяце в Current Biology. Но изменения варьировались в зависимости от строения цветка. В блюдцеобразных цветках с открытой пыльцой, таких как лютики, УФ-поглощающий пигмент увеличивался, когда уровень озона снижался, и уменьшался, когда уровень озона повышался. Но цветы с пыльцой, скрытой внутри лепестков, такие как пузырчатка обыкновенная, уменьшали свой УФ-пигмент по мере повышения температуры, независимо от того, изменился ли уровень озона.

Хотя это и удивительно, открытие “имеет обоснованный смысл”, говорит Чарльз Дэвис, биолог растений из Гарвардского университета, который не принимал участия в работе. Пыльца, скрытая внутри лепестков, естественно защищена от воздействия ультрафиолета, но эта дополнительная защита может также действовать как теплица для улавливания тепла. Когда эти цветы подвергаются воздействию более высоких температур, пыльца может подвергаться термической обработке, сказал он. Уменьшение количества УФ-пигментов в лепестках приводит к тому, что они поглощают меньше солнечного излучения, что снижает температуру.

Хотя такие изменения пигмента могут быть невидимы для человеческого глаза, они выделяются как маяк для опылителей, таких как колибри и пчелы. Коски говорит, что большинство опылителей предпочитают цветы с бычьим глазом, с кончиками лепестков, отражающими ультрафиолетовые лучи, и пигментами, поглощающими ультрафиолетовые лучи, расположенными в центре цветка. Хотя ученые не до конца понимают привлекательность этого рисунка, они полагают, что он может помочь отличить цветы от поглощающего ультрафиолетовое излучение фона других растений.

В результате цветы с меньшим количеством пигмента могут вырасти еще больше для опылителей, сказал Коски. Но цветы, которые получают свой пигмент, могут потерять этот контраст, что в конечном итоге делает их менее привлекательными для пчел. Эти изменения пигмента могут помочь защитить пыльцу, говорит Дэвис, но “опылители могут полностью игнорировать цветы.”

Читайте также: