Согласно исследованию Университета Британской Колумбии, ультрафиолетовый свет цветов подсолнечника не только привлекает опылителей, но и помогает растениям регулировать потерю воды.
Плотное скопление желтых лепестков подсолнечника скрывает от человеческого глаза ультрафиолетовый (УФ) узор — мишень, видимую для насекомых, в том числе для пчел.
Известно, что эти узоры повышают привлекательность цветов для опылителей, увеличивая их видимость. Исследователи обнаружили, что молекулы, создающие ультрафиолетовые узоры на подсолнухах, также помогают растениям реагировать на стрессы, такие как засуха или экстремальные температуры.
Ученые установили, что подсолнухи, растущие в более сухом климате, имеют цветки с крупными ультрафиолетовыми узорами, которые способны эффективнее удерживать воду.
В ходе исследования было выращено 2 тыс. подсолнухов. Измерив ультрафиолетовые узоры и проанализировав геномы растений, ученые обнаружили, что у диких подсолнухов из разных частей Северной Америки ультрафиолетовые узоры были разных размеров: у одних — представляли собой тонкое кольцо, а у других — покрывали весь цветок. Опылители чаще посещали цветы с более крупными узорами, что подтверждает результаты предыдущих исследований других видов растений.
Исследователи установили, что за разнообразие цветочных ультрафиолетовых узоров отвечает ген HaMYB111, который контролирует синтез флавоноловых соединений, поглощающих ультрафиолет. Данные соединения помогают растениям выживать в условиях различных экологических стрессов, таких как засуха или экстремальные температуры. Крупные цветочные ультрафиолетовые узоры, содержащие больше таких соединений, могут уменьшить испарение из подсолнечника в условиях пониженной влажности, предотвращая чрезмерную потерю воды. По мнению исследователей, во влажной и жаркой среде более мелкие ультрафиолетовые узоры будут способствовать испарению, сохраняя растение в прохладе и предотвращая перегрев.
Таким образом, цветочные ультрафиолетовые узоры играют двойную роль в адаптации. Помимо хорошо известного эффекта по улучшению опыления, они также регулируют потерю воды из цветков, это является примером сложности и эффективности адаптации — решение двух проблем с помощью одного признака.
В случае, когда отсутствуют естественные опылители, например в защищенном грунте, а получение урожая зависит от этого условия, для опыления используют шмелей. Во Всероссийском центре карантина растений Россельхознадзора (ФГБУ «ВНИИКР») организована биологическая лаборатория по круглогодичному культивированию шмелей вида Bombus terrestris, которые обитают в природе европейской части России. Использование шмелиных семей позволяет значительно увеличить рентабельность садоводческих и тепличных хозяйств.
Источник: Marco Todesco et al, Genetic basis and dual adaptive role of floral pigmentation in sunflowers, eLife (2022). DOI: 10.7554/eLife.72072