Всем известно, что птицы и звери поедают плоды и затем разносят семена растений вместе со своими испражнениями. Ранее биологи считали, что членистоногие слишком малы для этой так называемой эндозоохории. Авторы новой статьи опровергли утверждение: они выяснили, какие насекомые и ракообразные переносят пылевидные семена растения-паразита внутри себя, не повреждая их.
Чтобы не проиграть в эволюционной гонке, всем видам живых существ необходимо расселяться в новые места обитания. Большинство животных подвижны и делают это сами, а растения вынуждены «кататься» на них — в виде спор или семян. Такое распространение растений животными носит название «зоохория». Если семена, плоды и споры держатся на поверхности живого существа (его шерсти или перьях), мы имеем перед собой эпизоохорию. Если же они находятся внутри, в пищеварительном тракте, то это уже эндозоохория.
Поэтому многие семена способны побывать в чьем-то животе без особого ущерба для всхожести. Более того, плоды, в которых они спрятаны, всячески привлекают животное-переносчика. Таковы фрукты, ягоды и овощи — у них яркая окраска, узнаваемая форма, они питательны, а также имеют приятные запах и вкус.
Птицы, млекопитающие и прочие позвоночные охотно поедают такие плоды, а затем вместе с фекалиями «сеют» растения на порядочном расстоянии от родительского. Это яркий пример устоявшегося в ходе эволюции взаимовыгодного (то есть мутуалистического) симбиоза.
Долго считали, что насекомые и прочие наземные беспозвоночные слишком малы для эндозоохории. Действительно, просвет их кишечника может быть на порядки меньше, чем большинство семян. Тем более что членистоногие скорее сгрызут семена, которые хорошо подходят им в качестве пищи по калибру. В то же время эпизоохория — перетаскивание семян на поверхности тела — ранее была описана у муравьев.
Авторы новой статьи для журнала Plants People Planet доказали, что на деле к эндозоохории способны даже самые маленькие животные, такие как мокрицы или уховертки. Вот только семена, которые они переносят, должны иметь соответствующий размер.
Чрезвычайно мелкие, даже пылевидные семена в ходе эволюции приобрели множество растений, представители 12 семейств. Среди них и вертляницевидка скромная (Monotropastrum humile) — обитающее в Азии растение, которое потеряло листья, стебли, способность к фотосинтезу, зеленый цвет и перешло к микогетеротрофии. По сути вертляницевидка паразитирует на грибах, которые обычно связывает с растениями взаимовыгодный союз.
Ранее ученые выяснили, что плоды M. humile хорошо приспособлены к распространению насекомыми. Они сочные, хотя не имеют вкуса, созревают у самой почвы, а главное — их чрезвычайно мелкие семена подходят для прохождения через кишечник насекомого и способны выжить в нем благодаря прочной оболочке.
На сей раз зоологи решили убедиться, что мелкие членистоногие действительно могут быть распространителями M. humile в природных условиях. Они наблюдали растения вертляницевидки в широколиственном лесу неподалеку от Саппоро в Японии. С помощью закрепленной у почвы водонепроницаемой камеры зоологи засняли животных, которые пришли к растению-паразиту, чтобы поесть его плодов. Фотоаппарат делал снимки с перерывами от 30 секунд до 8 минут, а общее время наблюдения всех растений на опытном участке превысило 276 часов.
Ни одного позвоночного за поеданием плодов застать не удалось, зато членистоногих на них побывало предостаточно. Отметились, например, пещерные кузнечики, муравьи, жуки, уховертки и мокрицы. При этом муравьи ели только сочную мякоть и избегали семян, тогда как мокрицы и уховертки употребляли семена чаще других, хотя и понемногу.
Затем ученые перешли к экспериментам: скармливали тем же видам беспозвоночных семена и мякоть плодов M. humile. Прошедшие через животных семена проверили на целостность и жизнеспособность, то есть оценили их шансы прорасти. Оказалось, что значительная их часть (по меньшей мере треть) осталась нетронутой. Это число максимально в случае кузнечиков, сильнее других семенам повредило пищеварение мокриц. Тем не менее именно эти ракообразные вида Porcellio scaber (длиной чуть больше сантиметра) признаны самыми мелкими распространителями семян, которые пропускают их через себя.
Новая работа показывает, что известные нам взаимодействия крупных животных с плодами растений характерны и для мелких организмов. Это подчеркивает, что закономерности в экологии — науке о взаимодействиях между живыми существами и их средой — обычно носят универсальный характер.