"мы все обмануты орхидеями"...
Семейство Орхидные - самое крупное среди цветковых растений, оно объединяет 25 тысяч видов. Эти растения смогли освоить все мыслимые и немыслимые условия обитания - от пустынь Западной Австралии до лесов Центральной Америки, от отдаленных горных вершин Средиземноморья до жилых домов и офисов всего мира...
В чем секрет их успеха? Говоря коротко - в обмане. Хотя некоторые орхидеи предлагают насекомым и птицам, которые их опыляют, в награду нектар, примерно треть видов экономит на нектаре и повышает шансы на воспроизведение с помощью грамотного обмана насекомых - визуального, обонятельного, тактильного или всех трех одновременно. Некоторые орхидеи, например, Dracula, заманивают пчел, имитируя появление нектара, другие привлекают мошек, распространяя неприятные запахи - от запаха гнилого мяса или грибов до кошачьей мочи или детского подгузника. Одни только дают обещание, разворачивая цветочные формы, напоминающие насекомое. Другие имитируют самцов пчел в полете, в надежде разжечь территориальную борьбу, которая приведет к опылению.
Но, пожалуй, самый умный обман у тех орхидей, которые предлагают секс, и не совсем нормальный. Одна из наиболее гениальных и дьявольских в этом плане орхидей - Ophrys, которую некоторые ботаники называют «орхидея-проститутка». Ее стратегия опыления носит название «псевдокопуляция» - сексуальный обман, который заставляет радикально пересмотреть оценку того, что умное растение может сделать с доверчивым животным. В случае с Ophrys этим животным является родственник шмеля. Орхидея не дает нектара или пыльцы в награду, она соблазняет самца, имитируя своим внешним видом, запахом, и даже тактильными ощущениями, которые дарит насекомому, самку.
Эти небольшие орхидеи в горах Сардинии растут как сорняки. По виду они напоминают самку пчелы со сложенными радужными крыльями, уткнувшуюся в зеленый цветок, образованный чашелистиками настоящего цветка. Для усиления обмана орхидеи распространяют запах, точно повторяющий феромоны пчелиной самки. Трутень садится на нижнюю губу цветка, напоминающего пчелу, в попытке совокупления. В разгар его длительных и бесплодных усилий два желтых мешка с пыльцой, называемые поллиниями, приклеиваются к его спине быстросохнущим желеподобным веществом. Они похожи на пару пухлых кислородных баллонов, привязанных к спине. Догадка наконец осеняет трутня, и он резко отлетает в поисках настоящего женского общества, унося пыльцу на другие растения.
Masdevallia
Стратегия опыления этой орхидеи, как и многих других видов, настолько гениальна, сложна и хитроумна, что сторонники высшего разума иногда приводят орхидеи в качестве доказательства его участия в работе над природой. Особенности опыления орхидей послужили одним из примеров для великой теории естественного отбора, выдвинутой Чарльзом Дарвином. Дарвин был озадачен сходством Orchis с пчелой (псевдокопуляция у этого вида не наблюдалась до 1916 года), и именно от него мир узнал многое об опылении орхидей насекомыми. Сразу после «Происхождения видов» он опубликовал целые тома по этому вопросу. Некоторые ученые считают, что если бы Дарвин написал свою первую книгу об орхидеях раньше, теория естественного отбора могла быть встречена с меньшим скептицизмом. Дарвин определил цветочные структуры орхидей как «совершенные, самые красивые адаптации к животному царству». Он продемонстрировал, что даже самые неожиданные особенности этих цветов служат репродуктивной функции. Многие из этих приспособлений прекрасно соответствуют как требованиям растения, так и морфологии его опылителей, предъявляя элегантные доказательства его теории.
Пытаясь объяснить, почему звезда среди орхидей Мадагаскара выделяет каплю нектара на конце длинного цветочного шпорца, куда не может дотянуться ни один из известных опылителей, Дарвин выдвинул гипотезу о существовании моли с длинным, около 30 см, язычком, которая действительно была открыта спустя несколько десятилетий после его смерти.
Известно, что естественный отбор редко вознаграждает ненужные ухищрения. Почему же другие орхидеи застряли на эволюционном пути с более простой стратегией опыления, основанной на вознаграждении нектаром? Получают ли что-нибудь обманутые опылители? Если ничего, кроме разочарования, то почему естественный отбор не отсеял таких безрассудных насекомых, которые тратят время на «любовь с надувными куклами»?
Ботаники экспериментировали над орхидеями, не образующими нектара, нанося его искусственно, и обнаружили, что опылитель висел над цветком довольно долго, с удовольствием посещая и другие экземпляры растений на той же территории. Это не в интересах орхидеи, так как близкородственное скрещивание (инбридинг) приводит к снижению качества семян. При дальнеродственном скрещивании (ауткроссинге) сила потомства повышается. Обман пчел является важной частью репродуктивной стратегии орхидей и называется «несовершенная цветочная мимикрия».
Другая причина может состоять в выгодных отношениях с одним, очень посвященным, опылителем. Нектар - метаболически дорогая для цветка продукция, привлекающая много разных животных, в том числе и тех, которые не могут доставить пыльцу по назначению. Но если цветок распространяет аромат, который привлекает пчел только одного вида, можно быть убежденным, что пыльца в конечном счете попадет именно туда, куда ей нужно - на отдаленных представителей того же рода.
Мутация, вызвавшая даже небольшие изменения в аромате орхидеи, может случайно оказаться ключом, который привлечет ухаживания новых опылителей, полностью исключив традиционных.
Относительная редкость орхидей в природе заставляет их распространять пыльцу как можно эффективнее, в отличие, например, от трав, у которых пыльца распространяется ветром. Орхидеи сделали выбор в пользу качества, а не количества. Несмотря на то, что насекомые лишь время от времени позволяют себя обманывать, для орхидеи этого вполне достаточно, потому что каждый поллиниум содержит грандиозное число пыльцевых зерен. Семена орхидей совсем крошечные, они даже не содержат источника питания для развивающегося эмбриона. Поэтому орхидея должна и в этом рассчитывать на чужую заботу, в данном случае, эндофитных грибов. При удачном стечении обстоятельств (что опять же бывает редко), гифы гриба проникают в семена орхидей и обеспечивают их питательными веществами.
На Канарских островах растет желтая орхидея Coryanthes, которая в период цветения распространяет сильный сладко-пряный аромат абрикоса и эвкалипта. Целый рой пчелиных самцов может соревноваться за место на сложном скульптурном цветке, который прямо над нижней губой формирует глубокий ковш, куда стекает вязкая цветочная жидкость. Пчелы копошатся, выскабливая передними лапками эту жидкость, затем несут ее в мешках на задних лапках, как маленькие кошельки. Оказывается, так пчелы собирают химические строительные блоки для создания аромата, который используют затем для привлечения самок (другие виды пчел сами производят такие ароматы). Пчела Apis euglossine собирает определенный набор ингредиентов не только из орхидей, но и из некоторых листьев и даже грибов, которые затем смешиваются и дают нужный для привлечения самки аромат, напоминающий камфору. Самец несет аромат на своем теле и хлопает крылышками, чтобы эффективнее распространять его.
А что же получает орхидея? В борьбе за сладкий секрет орхидеи отдельные особи насекомых падают в ковш с вязкой жидкостью, а выбраться могут только через узкий проход, в котором специальное пружинное устройство цветка выстреливает пару желтых поллиниев на спину насекомого. По плану орхидеи, насекомое, свалившись в ковш другого цветка, снова будет вынуждено выбираться через такой тоннель, в котором оставит поллинии на крошечных крючочках, предусмотренных специально для этой цели. Произойдет опыление, и ковш закроется, а цветок с элегантными лепестками увянет и превратится в скомканные лоскутки. Это счастливый пример взаимовыгодного сотрудничества орхидеи и насекомых, но достаточно редкий. Большая часть насекомых оказывается все же обманутой.
Орхидея Cryptostylus заманивает своих опылителей ароматом, напоминающим феромоны самки осы Lissopimpla excelsa. Самец осы садится на нижнюю губу цветка и пытается совокупляться с цветком, пока не натыкается кончиком живота на липкие поллинии, которые прикрепляются к нему, как пара желтых хвостов. Но это только начало унижения осы. В муках своего сексуального напряжения самец часто действительно теряет сперму на цветке. Как же естественный отбор допускает такое неадекватное поведение, при котором насекомое разбазаривает драгоценную сперму (а вместе с нею - гены) во время секса с цветком? Похоже, у данного вида ос потомство появляется и без участия самцов, но при этом - только мужское. В результате рождается еще большее количество опылителей. В целом, мужские особи, имеющие половые контакты со всем, что движется, дают больше потомства, даже если это приводит к сексуальным разочарованиям.
Люди тоже стали жертвой обманчивой прелести орхидей. Мы дарим их, когда хотим заявить о своих романтических намерениях. Орхидеи служат людям в этом качестве по крайней мере с 1818 года, когда Уильям Каттлей спас бульбы орхидей, использованные для упаковки партии тропических растений. Цветение этих экземпляров вызвало настоящую страсть к орхидеям, начиная с викторианской эпохи.
Само название орхидей происходит от греческого слова «яичко» (гениталии млекопитающего), подразумевающего, конечно, не цветы, а органы размножения - бульбы, обладающие свойствами афродизиаков. Викторанцы были оскорблены «вопиющей сексуальностью» орхидей, критик викторианской эпохи Джон Рескин назвал эти цветы «похотливым откровением». Возможно, орхидеи завладели умами людей не меньше, чем обманутых пчел и ос, если учесть все, что люди сделали для этих цветов. С того времени, когда зацвела первая гибридная орхидея (в 1856 году), люди стали играть важную роль в опылении орхидей и оказании им помощи в стремлении к мировому господству. Сегодня зарегистрировано 100 тысяч гибридных орхидей, большинство которых является потомством невероятных браков, немыслимых без участия человека.
У эволюции нет конкретного плана, все решает слепой случай. Но в тот момент, когда орхидеи наткнулись на желание людей использовать их, чтобы открыть чье-то сердце, они завоевали целый мир. Посмотрим правде в глаза: мы все обмануты орхидеями.
По материалам статьи Michael Pollan «Love and Lies» из журнала «National Geographic»
http://ngm.nationalgeographic.com/2009/09/orchids/pollan-text
См.:
Орхидеи: любовь по правилам и без…