Перед лицом изменения климата и других потрясений окружающей среды многие формы жизни на Земле сталкиваются с проблемой адаптации или вымирания. В отчаянном стремлении не отставать от меняющейся планеты, теперь кажется, что цветы по всему миру меняют свой цвет. Однако такая быстрая реконструкция может дорого обойтись растениям.
Новое исследование показало, как цветы быстро адаптировались за последние 75 лет в ответ на повышение температуры и снижение содержания озона за счет изменения ультрафиолетовых (УФ) пигментов в своих лепестках. Ученые из Университета Клемсона внимательно изучили более 1200 сохранившихся образцов растений, включая 42 различных вида с трех континентов, датируемых периодом с 1941 по 2017 год, проанализировав их уровни цветочной пигментации с помощью УФ-чувствительной камеры.
Их результаты показывают, что поглощающая УФ-излучение пигментация цветов увеличилась на протяжении второй половины 20 века. Фактически, уровни УФ-пигментации лепестков увеличивались во всем мире в среднем на 2 процента ежегодно в течение последних семи десятилетий. Неслучайно повышение уровня пигмента на протяжении десятилетий также было тесно связано с повышением температуры и снижением содержания озона в атмосфере.
Озон - это газ, обнаруженный в стратосфере Земли, который сильно поглощает поступающее УФ-излучение Солнца. Учитывая, что общее количество озона в атмосфере Земли неуклонно сокращается с 1970-х годов, растения и другие формы жизни подвергаются большему воздействию УФ-излучения. Изменение климата также вызывает более интенсивное УФ-излучение. Для роста растениям необходим солнечный свет, но, как и человеческая кожа, слишком много ультрафиолетового излучения Солнца может повредить их.
Два вида цветов (A-C и D-F) демонстрируют различия в УФ-пигментации цветков. Более темные области указывают на соединения с более высоким поглощением УФ-излучения. Фото: Koski et al., 2020, Current Biology
Эти пигменты не видны людям, как красный цвет лепестка розы или желтый цвет нарцисса. Многие пигменты, в том числе УФ-пигменты, невидимы для человеческого глаза, но используются цветком для привлечения опылителей и защиты от УФ-излучения, что-то вроде солнцезащитного крема, которым пользуемся мы. Таким образом, хотя для нас цветы могут не слишком отличаться, они претерпели довольно значительные изменения за удивительно быстрый промежуток времени, пытаясь адаптироваться к изменяющейся среде.
Не все лепестки были затронуты одинаково. Во-первых, растения, которые испытали большее снижение содержания озона, показали большее увеличение пигментации. Во-вторых, растения с экспонированной пыльцой также с большей вероятностью будут иметь повышенную пигментацию, потому что эта часть растения особенно чувствительна к УФ-излучению, а высокотемпературный стресс может сделать пыльцу бесплодной.
То, что некоторые цветущие растения пытаются адаптироваться к изменениям, с которыми они сталкиваются в окружающей среде, может показаться хорошей новостью, однако исследователи предупреждают, что это изменение пигмента может дорого обойтись репродуктивной способности растений, поскольку окраска является одним из основных инструментов привлечения опылителей. В частности, контраст между УФ-поглощающими и УФ-отражающими частями лепестков может уменьшиться после такой адаптации, из-за чего растению труднее будет произвести впечатление на пролетающих мимо опылителей.
Исследование описано в статье, опубликованной в журнале Current Biology.
Источник: IFLScience
