Разные периоды цветения не позволили рододендронам конкурировать за опылителей и вымереть

Важной частью эволюции является конкуренция. Когда ресурсы ограничены, растения и животные вынуждены конкурировать за питательные вещества, партнеров и места для жизни. Это означает, что покрытые цветами луга в горах Хэндуань в Китае были эволюционной загадкой — здесь растут десятки близкородственных видов рододендронов, которые живут в гармонии. Чтобы выяснить причину, ученые провели лето, тщательно документируя характер цветения 34 видов рододендронов, и обнаружили причину сосуществования растений: они цветут в разные периоды сезона, поэтому им не нужно конкурировать за опылителей.

«В экологии ниш есть основная идея, что образ жизни вида, например, то, чем он питается и как он вписывается в окружающую среду, не может быть воспроизведен в одном и том же сообществе. Если два вида с одинаковым образом жизни живут в одном пространстве, они будут конкурировать друг с другом, поэтому либо один из них или оба приспособятся к другому, не пересекающемуся образу жизни, либо вымрут, — рассказывает Рик Ри, куратор музея Филда в Чикаго и старший автор нового исследования в журнале Journal of Ecology. — Поскольку здесь так много близкородственных видов — потому что все рододендроны живут вместе в этих горах — мы хотели выяснить, как они могут сосуществовать».

«Рододендроны — это цветущие кустарники; вы наверняка видели некоторые виды (например, азалии), продающиеся в садовом центре. Горы Хэндуань, прилегающие к Цинхай-Тибетскому плато, биологи называют «горячей точкой биоразнообразия»: экологически уязвимое место с необычайно большим разнообразием видов. «Они образуют заросли вдоль склонов гор; это похоже на океан цветов», — поясняет Цинь Ли, научный сотрудник Полевого музея и ведущий автор статьи.

Разнообразие рододендронов в этом районе частично объясняется видообразованием, когда новые виды отличаются от общего предка. Ожидается, что новые виды, отличающиеся друг от друга, будут гораздо более экологически схожими, с похожим образом жизни, чем виды, являющиеся более дальними родственниками. Это означает, что близкородственные рододендроны в горах Хэндуань должны с еще большей вероятностью конкурировать друг с другом за ресурсы.

Когда растения конкурируют друг с другом, существует множество способов адаптации, чтобы они могли сосуществовать.

«Они могут сильно различаться по своим предпочтениям в отношении почвы, света и влаги, по основным физиологическим функциональным характеристикам. Они также могут развивать различия, чтобы уменьшить возможность перекрестного опыления или конкуренции за опылителей. Это может проявляться в различиях в форме, размере или цвете цветка, или в том, когда они делают свои цветки доступными для опылителей. Разделяя это расписание, они могут уменьшить свои шансы потратить впустую пыльцу и ресурсы, которые идут на воспроизводство», — отмечают ученые.

Все эти эволюционные стратегии были использованы для объяснения того, почему рододендроны не довели друг друга до вымирания. Чтобы выяснить, что происходит, Ли возглавила двухмесячную полевую экспедицию на китайскую гору Гунга, выбранную ею в качестве места для детального исследования после четырехмесячной поездки за рододендронами годом ранее через более обширные горы Хэндуань.

После нескольких месяцев документирования экологических характеристик растений, включая размер и форму листьев и цветов, а также даты цветения растений, Ли и ее коллеги проанализировали данные, используя статистические методы для выявления тенденций. Они определили, что ключевым фактором сосуществования растений является то, что все они цветут в разное время.

«Мы догадывались, что время цветения имеет большое значение, но не были в этом уверены, — говорит Ри. — Поразительно видеть цветы в Гималаях в течение долгого сезона — некоторые виды ярко цветут на фоне заснеженного поля, а другие ждут до конца лета. Наш анализ данных подтверждает это подозрение».

Полученные результаты помогают пролить свет на один из многочисленных способов, с помощью которых растения могут диверсифицироваться, не доводя друг друга до вымирания. Но подтверждение того, что сроки являются ключевыми для разнообразия рододендронов горы Гонг, также означает, что климатический кризис представляет дополнительную угрозу для этих растений.

«Существует множество доказательств того, что темпы изменения климата влияют на сроки цветения растений, вызывая сокращение популяций и вымирание. Вопрос в том, как отреагируют растительные сообщества по всему миру? Погода — это часть того, что сигнализирует им о цветении», — подчеркивают исследователи.

Эксклюзивный перевод*

Фото Цинь Ли

Поделиться:

Подписывайтесь на краткие, но содержательные новости со всего мира
глазами молодого поколения в Телеграм и ВКонтакте.

Почитайте также

Ученые определили, что пихта продлевает молодость

241 Учеными из российской научно-производственной компании «Инитиум-Фарм» объявлено об открытии практически эликсира молодости. Компания разработала …