Вид Saxifraga candelabrum росте на висоті понад 2500 метрів у горах Хендуан, що з’єднують південно-східну частину Тибетського плато з плато Юньнань-Гуйчжоу.
Рослина має стебла та гілки, вкриті клейкими волосками, які можуть ловити дрібних комах, переважно нежалючих мошок. Однак вчені не були впевнені, чи перетравлює рослина цих комах. У новому дослідженні вчені довели, що S. candelabrum може перетравлювати та засвоювати поживні речовини з комах після їх захоплення, тим самим довівши, що рослина є м’ясоїдною. Результати дослідження були опубліковані 4 серпня в журналі Nature Communications.
Інші м’ясоїдні рослини зазвичай ростуть у вологих, болотистих ґрунтах, але S. candelabrum зустрічається в сухих альпійських районах, повідомив Солтіс Live Science електронною поштою. «Це всі ґрунти, бідні на нітрати – саме тому ця м’ясоїдна звичка еволюціонувала кілька разів» для доповнення рослин життєво важливими поживними речовинами, сказав він.
У 1875 році Дарвін висунув теорію, що два види, тісно пов’язані з S. candelabrum, які також мають клейкі волоски – S. rotundifolia та S. umbrosa – можуть бути м’ясоїдними, базуючись на їхній здатності ловити комах. Але натураліст 19 століття не міг довести, що рослини перетравлюють свою здобич або повторно використовують поживні речовини з тканин комах – дві умови, які є ключовими для підтвердження м’ясоїдності рослин. Без цих умов вид вважається «прото-м’ясоїдним», що означає, що він ловить і вбиває комах або інших дрібних тварин, але не перетравлює та не засвоює їх, згідно з дослідженням.
Дослідники провели польові спостереження та гербарні обстеження S. candelabrum, які виявили, що дорослі рослини з численнішими та довшими гілками мали в середньому 71 захоплену комаху. У гербарних обстеженнях команда виявила, що 43 зі 45 зразків містили комах, що свідчить про поширеність явища захоплення комах у цьому виді.
Далі автори дослідження показали, що S. candelabrum має фосфатазу – травний фермент, який часто зустрічається у м’ясоїдних рослин. Вони зробили це, позначивши ферменти фосфатази флуоресцентними молекулами для візуалізації під спеціалізованим мікроскопом, технікою, відомою як флуоресцентне маркування.
Щоб визначити, чи S. candelabrum перетравлює та засвоює поживні речовини з комах, дослідники позначили плодових мушок стабільною формою азоту, перш ніж годувати ними рослини. Це призвело до помітного зростання стабільного азоту в S. candelabrum та в іншій, відомій м’ясоїдній рослині, яку команда використала як контрольну групу. Натомість, не м’ясоїдна рослина, яка становила другу контрольну групу, не показала збільшення стабільного азоту, що вказує на м’ясоїдність S. candelabrum.
Нарешті, дослідники провели генетичний аналіз, який показав, що S. candelabrum має спільні гени з відомими м’ясоїдними рослинами, пов’язані з привабленням здобичі, перетравленням та засвоєнням поживних речовин. Разом результати показали, що S. candelabrum еволюціонував м’ясоїдні ознаки, щоб впоратися зі своїм бідним на поживні речовини середовищем, адаптувавши свої волоски – які спочатку використовувалися для захисту від травоїдних – у пастки для комах, згідно з дослідженням.
- «Очевидний хаос антропоцену прискорює саму еволюцію»: рослини знаходять способи вижити та процвітати в кліматичній кризі – якщо ми їм дозволимо
- Як рослини перемістилися з моря на сушу і назавжди змінили Землю
- Рослини мають секретний, другий набір коренів глибоко під землею, про який вчені не знали
Великі комахи, які потрібні S. candelabrum для запилення, рідко прилипають до волосків, зазначили дослідники в дослідженні, припускаючи, що вид ідеально збалансував свої потреби шляхом еволюції.
Інші види Saxifraga та рослини того ж роду також можуть виявитися м’ясоїдними.
«Багато членів родини Saxifragaceae, яка включає роди, крім Saxifraga, мають клейкі залозисті волоски і часто покриті комахами», – сказав Солтіс. «Я не був би здивований, якби інші члени родини також були м’ясоїдними – як передбачав Дарвін».