Что подтолкнуло плотоядное растение к изменениям, которые привели к переходу от употребления животной пищи к питанию фекалиями летучей мыши? Экологи из Германии, Брунея и Австралии считают, что они нашли ответ. Материалы их исследования, проясняющие эволюцию мутуализма, опубликованы в Journal of Ecology.
При мутуализме два разных вида обмениваются ресурсами или услугами, и часто один из видов перекладывает на другой выполнение ключевых для выживания задач.
Экологи считают, что такой «экологический аутсорсинг» развивался потому, что это наиболее эффективный подход. Но насколько это выгодно? Определить соотношение затрат и выгод — сложная задача. Международная группа экологов во главе с доктором Каролиной Шёнер (Caroline Schöner) из Грайфсвальдского Университета (нем. Ernst-Moritz-Arndt-Universität Greifswald) разработала оригинальный способ проверить это.
Был проведён естественный эксперимент, в котором изучались летучая мышь Kerivoula hardwickii и два близкородственных вида растений: Nepenthes hemsleyana и Nepenthes rafflesiana. Эти виды обитают в болотах и влажных тропических лесах Северного Борнео.
Рассказывает Каролина Шёнер:
«Насекомоядные растения растут на бедных питательными веществами почвах, но N. rafflesiana справляется с этим недостатком питательных веществ при помощи заполненного жидкостью кувшина, с помощью которого ловят насекомых, а N. hemsleyana отказался от хищничества в пользу уникальных и интимных отношений с летучей мышью.
Чтобы обеспечить летучую мышь «идеальным насестом», кувшин Nepenthes hemsleyana эволюционировал, чтобы идеально подходить её телу. В отличие от кувшинов других насекомоядных растений, он содержит очень мало жидкости. И самое яркое из всех изменений — кувшин имеет форму, представляющую собой параболическую тарелку, что улучшает возможность летучей мыши найти это растение с помощью эхолокации. В обмен на насест, летучая мышь охотится и переваривает насекомых, оставляя свои фекалии в кувшине».
Для измерения соотношения затрат и выгод данного примера мутуализма учёные отобрали растения обоих видов в районе их обитания. Когда те выпускали новые кувшины, их закрывали ватой и плёнкой — с тем, чтобы предотвратить проникновение мышей или насекомых.
Затем растения подкармливались вручную: фекалиями летучей мыши, насекомыми или их смесью. Измерялись такие показатели здоровья растений, как скорость роста, скорость фотосинтеза и концентрация азота в тканях. Испытания были повторены в теплицах в Германии.
«Как гипотеза и предполагает, N. hemsleyana, питающееся фекалиями, показывает самые высокие темпы роста и фотосинтеза и самый лучший показатель азотного баланса. Таким образом, очевидны преимущества, получаемые через эффективную передачу задач по ловле добычи и её перевариванию млекопитающему-мутуалисту, — поясняет Шёнер. — Взаимодействуя с летучими мышами, N. hemsleyana имеет доступ к широкому разнообразию насекомых, потому что летучие мыши являются лучшими охотниками, чем растения».
Тесный контакт видов при мутуализме вызывает их совместную эволюцию. Характерным примером служат взаимные приспособления, которые сформировались у цветковых растений и их опылителей. Часто виды-мутуалисты совместно расселяются.
