Стивен Бухманн - Забытые опылители

Самые древние ископаемые остатки тела осы датируются примерно 116 миллионами лет назад, самые древние бесспорные ископаемые остатки пчелы — 80 миллионами, а самое старое осиное гнездо — примерно 75 миллионами лет назад. Покрытосеменные, или цветковые растения известны по окаменелостям возрастом не старше 120 миллионам лет, хотя они, возможно, эволюционировали несколько раньше. В девятнадцатом веке Чарльз Дарвин назвал их происхождение «отвратительной тайной». Сейчас мы столкнулись с вероятностью того, что пчёлы, возможно, жужжали ещё за 140 миллионов лет до того времени . Возможно ли, что пчёлы эволюционировали настолько раньше, чем цветы появились и украсили собой те древние ландшафты?

Сама мысль об этом когда-то казалась невообразимой. В действительности же она по-прежнему заставляет ощетиниваться многих энтомологов и ботаников. Так происходит из-за того, что многие биологи по-прежнему молчаливо полагают, что пчёлы были необходимы для того, чтобы подстегнуть внезапную адаптивную радиацию цветов — взрыв, который мы можем наблюдать в меловых отложениях. Пчёлы, как считается, играют главную роль в этом раннем росте разнообразия цветковых растений. Соответственно, или цветковые растения эволюционировали гораздо раньше, чем кто-либо мог предположить, или же самые ранние пчёлы прекрасно обходились без них. Возможно, они обедали пыльцой ранних голосеменных, таких, как папоротники [4] Так в оригинале. Возможно, автор имел в виду семенные папоротники. — прим. перев. , саговники, хвойные и их родственники, прежде чем настоящие цветковые растения начали демонстрировать свои привлекательные краски и вознаграждение в виде пищи. Демко и Хасиотис смело предполагают, что эффектно выглядящие цветковые растения, возможно, могли эволюционировать, приманивая пчёл как переносчиков пыльцы, независимо от других более ранних семенных растений.

Тем не менее, самые древние из ныне живущих групп покрытосеменных опыляются жуками, трипсами, примитивными «зубатыми» молями и мухами. Мало у кого из этих растений есть средства направления пыльцы на какое-то расстояние от одного растения к другому представителю этого же вида, исключающие ошибки. Тем не менее, они, очевидно, стали сравнительно надёжными для переноса достаточного количества пыльцы в нужное место в нужное время. Ископаемые остатки покрытосеменных из раннего мела демонстрируют цветки, обладающие широкими, похожими на листья тычинками, явно приспособленные к насекомым, кормящимся пыльцой. Самые ранние пионеры среди покрытосеменных — во многом напоминающие ныне живущие роды Degeneria, Drimys, Magnolia, Zygogynum — обладают цветками, которые привлекают посетителей-насекомых запахами, похожими на винный, и предоставляют укрытия гостям-насекомым, ищущим защиту от хищников. В свою очередь, жуки и их родственники приобрели в процессе эволюции сенсорные механизмы, сделавшие их более отзывчивыми на цветочные приманки и вознаграждение. Жуки не обязательно были единственными опылителями самых ранних цветковых растений, но они наверняка были среди гостей, включающих мух и прочих насекомых, которые посещали самые ранние «цветочные банкеты» ради пыльцевых зёрен, богатых крахмалом и нуклеиновыми кислотами.

По мере того, как насекомые всё регулярнее получали более питательные лакомства в награду за свои услуги по распространению пыльцы, некоторые из них начали специализироваться на поиске определённых видов цветков. И это, вероятнее всего, привело к появлению у цветковых растений большого разнообразия форм и размеров цветков, а также времени цветения. В 1970-х годах палеоэколог по имени Хьюз составил график увеличения количества видов цветковых растений во времени. Основываясь на данных по ископаемым остаткам, он признал всего лишь 500 явно отличимых видов растений, датированных поздним карбоном (286 миллионов лет назад). В те времена опыление при помощи ветра всё ещё было нормой, но жуки уже начали собирать богатую белком пыльцу семенных папоротников, перетаскивая её понемногу с одного растения на другое.

К раннему мелу, около 144 миллионов лет назад, существовало примерно 3000 видов растений, и некоторые из них регулярно принимали в гостях жуков, мух, дневных и ночных бабочек, муравьёв и ранних ос и пчёл. Однако опыление растений насекомыми, вероятно, началось раньше и не в то же самое время, когда цветковые растения начали наращивать своё разнообразие. Тем не менее, некоторые группы вроде бабочек наращивали видовое разнообразие синхронно с растениями, вначале питаясь нектарами, которые становились всё разнообразнее, а затем превращаясь в регулярных опылителей одних и тех же растений. Эволюцию сложных цветков с кругами лепестков, или с лепестками, слившимися в трубку, вероятно, стимулировало разнообразие посещающих их насекомых, нараставшее в позднем мелу, менее 100 миллионов лет назад. К концу мелового периода 65 миллионов лет назад, когда выработка цветками нектара стала более обычным явлением, а опылители вроде пчёл образовали современные семейства и многие из родов, появилось не менее 22000 видов растений.

С позднего мела начался взрывной рост разнообразия покрытосеменных растений, итогом которого стали, по оценкам специалистов, почти 250000 видов, существующие на Земле в наши дни. Глубокие воронковидные цветки появились в раннем кайнозое, и некоторые из этих форм начали коэволюционный танец с колибри. Другие позвоночные-опылители — летучие мыши, поссумы-медоеды, кассики, гавайские цветочницы, опоссумы, лемуры и обезьяны — воздействовали на эволюцию цветка главным образом в пределах последних 50 миллионов лет.

Сегодня в низинных влажных тропических лесах обеих Америк позвоночные опыляют, вероятно, около 5 процентов деревьев полога леса и от 20 до 25 процентов растений нижнего яруса и подлеска. В тех же самых лесах пчёлы и другие насекомые могут обрабатывать 95 процентов деревьев полога леса и 75 процентов разной теневыносливой мелочи. Пытаясь вычислить эти проценты для множества участков леса в неотропическом регионе на протяжении последних двух десятилетий, Камаль Бава из Массачусетского университета определил, что менее 3 процентов всех растений низинных тропических лесов полагается на ветер в целях опыления. В местах вроде Биологического Заповедника «Ла Сельва» в Коста-Рике ветер был зарегистрирован как агент распространения пыльцы всего лишь для 7 из 507 видов растения, что составляет менее 1,5 процентов флоры. Ясно, что в обладающих наибольшим разнообразием тропических лесах безраздельно властвуют опылители-насекомые: пчёлы, жуки, бражники и другие ночные и дневные бабочки, а также осы, и каждая группа опыляет не меньше видов растений, чем ветер.