Дарвин оказался прав: альпийский цветок из Китая признали хищным растением

Цветок-«липучка» в горах Китая

S. candelabrum растет в расщелинах скал на высоте от 2 500 до 3 300 метров в районе Цинхай-Тибетского нагорья и гор Хэндуань на юго-западе Китая, в том числе в провинциях Юньнань и Сычуань .

Его стебли и ветви покрыты железистыми трихомами — микроскопическими волосками, выделяющими клейкую слизь. По принципу действия это ловушка-липучка, похожая на бумагу для мух: небольшое насекомое садится на поверхность, прилипает и уже не может выбраться .

Полевые наблюдения показали, что насекомые оказались пойманы на 43 из 45 исследованных экземпляров. На одном взрослом растении в среднем находили около 71 насекомого . Основную добычу составляли мелкие двукрылые, прежде всего некусающие комары-звонцы . Исследователи также обнаружили, что растение привлекает добычу запахом .

Как ученые доказали, что это не случайно прилипшие насекомые

Одного факта прилипания было бы недостаточно: многие растения выделяют липкие вещества для защиты от вредителей или случайно удерживают мелких животных. Поэтому исследовательская группа проверила все признаки, необходимые для признания растения насекомоядным.

1. Переваривание добычи

На железистых волосках обнаружили активность пищеварительных ферментов, включая фосфатазы. Для этого использовали флуоресцентный тест: специальное вещество начинает светиться при взаимодействии с ферментами, расщепляющими компоненты добычи. Результат показал, что S. candelabrum не просто удерживает насекомых, а способен разрушать их ткани .

2. Усвоение питательных веществ

Затем ученые провели эксперимент с плодовыми мушками Drosophila, помеченными стабильным изотопом азота-15 (¹⁵N). После того как мушек поместили на железистые волоски растения, содержание ¹⁵N в тканях S. candelabrum заметно выросло. У неядных растений, использованных в качестве контроля, такого обогащения не обнаружили .

Это стало свидетельством того, что растение получает азот из тел пойманных насекомых, а не просто удерживает их на поверхности.

3. Генетическая программа хищника

Исследователи также собрали геном S. candelabrum на хромосомном уровне и сравнили его с геномами известных насекомоядных растений, включая росянки (Drosera) и непентесы (Nepenthes). В железистых трихомах активно экспрессировались гены пищеварительных ферментов. Таким образом, у растения обнаружился полный набор генетических механизмов, связанных с хищным питанием .

В совокупности полевые наблюдения, ферментные тесты, изотопный эксперимент и геномный анализ подтвердили все ключевые этапы: привлечение добычи, захват, переваривание и усвоение питательных веществ.

Почему растение не ловит собственных опылителей

Для насекомоядных растений это непростая задача: те же насекомые, которые приносят пыльцу, могут стать пищей. S. candelabrum снижает этот риск благодаря четкому разделению цветочной и ловчей зон.

Белые цветки расположены на длинных цветоносах выше липких стеблей. При этом железистые волоски находятся только на вегетативных частях растения, а не на цветках и цветоносах . Поэтому опылители посещают цветочную зону, тогда как мелкая добыча оказывается в ловушке ниже.

Подобное сочетание белой окраски цветков и пространственного разделения цветков и ловчих органов ранее отмечали и у некоторых росянок: такая архитектура помогает уменьшить риск случайной гибели опылителей .

Первый подтвержденный хищник среди камнеломковых

Saxifraga candelabrum стала первым подтвержденным насекомоядным растением в семействе камнеломковых (Saxifragaceae) и первым известным представителем с таким свойством во всем порядке Saxifragales . Это означает, что способность питаться насекомыми возникла здесь независимо от хорошо известных линий насекомоядных растений.

Однако ученые считают, что список таких растений может быть неполным. Липкие железистые волоски часто объясняли только защитой от растительноядных животных или механическим удержанием частиц. Новые результаты показывают: у некоторых видов эти структуры могут одновременно служить способом добывать дополнительные питательные вещества .

Иными словами, в природе могут существовать растения с полностью или частично выраженным насекомоядным питанием, которые пока не были распознаны. История S. candelabrum показывает, что давняя ботаническая догадка может скрываться на виду — в самом обычном, на первый взгляд, липком волоске.

Главное

• Дарвин предположил возможную насекомоядность некоторых камнеломок в 1875 году; окончательное подтверждение появилось лишь спустя 151 год .
• Saxifraga candelabrum ловит мелких насекомых железистыми волосками, действующими как липкая ловушка .
• Ферменты на поверхности волосков расщепляют добычу, а азот из нее переходит в ткани растения .
• Стабильные изотопы ¹⁵N, флуоресцентные ферментные тесты и геномный анализ подтвердили способность растения к настоящему хищному питанию .
• Разделение цветков и липких стеблей помогает сохранять собственных опылителей .
• Другие «липкие» растения тоже могут оказаться нераспознанными насекомоядными видами .