Супермухи. Удивительные истории из жизни самых успешных в мире насекомых - Джонатан Бэлкомб

фруктов в мире, плод иногда превышает 54 кг, и почти все его части съедобны (волокнистая мякоть считается популярным вегетарианским заменителем мяса). Мне попадались джекфруты среднего размера, весом примерно 10 кг каждый. Когда колючая, плотная кожица лопалась и от плода шел приторно сладкий запах, я знал, что плод готов к употреблению. Я посмотрел пару видеороликов о том, как едят эти фрукты. Вам понадобится большой нож, обильно смазанный кокосовым маслом, чтобы белый липкий, напоминающий суперклей, сок не испортил нож. Я потратил час на то, чтобы извлечь золотистые кусочки мякоти из волокон ткани, и в каждом из них находилось блестящее съедобное семечко размером с оливку. Я наслаждался несколько дней, и безусловно пир стоил затраченных усилий.

Цветы джекфрута по размеру резко контрастируют с плодом, они крошечные, невзрачные, и до недавнего времени механизм их опыления оставался загадкой. На одном дереве растут тысячи мужских и женских цветков, образуя синкарпный, или сложный, плод. Чтобы плод стал съедобным, пыльца должна быть перенесена с мужских цветков на женские.

Провели несколько исследований, пытаясь выяснить, каким образом происходит опыление джекфрута, но результаты были неясными и противоречивыми. Помимо ветра, кандидатами в опылители считались мухи. Благодаря тщательному расследованию, проведенному семью исследователями из шести американских институтов[299], этот механизм больше не считается загадкой. Опыление хлебного дерева – пример трехстороннего мутуализма, в котором участвуют цветок, гриб и муха, – крошечный новый вид галлицы. Гриб образует похожую на паутину пленку на мужских цветках и считается лакомым источником пищи для мух, как личинок, так и взрослых особей.

На основе серии исследований ученым удалось определить, что это за мошка. Исследования включали сбор насекомых с цветков джекфрута; исключение потенциальных опылителей путем размещения сеток с ячейками разного размера вокруг синкарпов; измерение чувствительности усиков изолированных мух к трем основным запахам, источаемым цветками джекфрута; а также проверку предпочтений мух, выбирающих одну из трубок в Y-образном рукаве, где одна трубка ведет к цветущему джекфруту, а вторая – на открытый воздух. Основным игроком оказалась муха Clinidiplosis ultracrepidata. Если вы вдруг не знаете ничего про род Clinidiplosis, спешу сообщить вам, что он включает 104 известных вида (на данный момент). На английском языке ultracrepidate означает «выйти за пределы своих владений». Этот новый вид мухи путешествует на большие расстояния по хлебным деревьям. Исследование проводилось во Флориде, и авторов восхитило, что трехсторонний мутуализм фрукта, гриба и мухи дошел до столь отдаленных мест неизменным из родных азиатских регионов.

Плотное сотрудничество

Насекомые и цветы, которые они опыляют, как бы настроены друг на друга, как, например, крошечным мошкам «подходят» труднодоступные цветы джекфрута или какао. И на то есть веская причина. «Цветы хотят, чтобы насекомые садились на них и на другие цветы этого вида, – сказал мне Марк Дейруп. – Это одна из причин, по которой цветы внутри вида очень схожи (за исключением результатов манипуляций садоводов) и отличаются от вида к виду. Если бы насекомые садились на разные цветы, летая в поисках пищи, они не распространили бы достаточно пыльцы в нужных местах. Цветы учат насекомых-универсалов становиться узкими специалистами».

Явление, при котором опылители, как правило, садятся на цветы одного и того же вида, даже там, где есть более выгодные источники нектара, называется цветочной константностью. Если опылители садятся не на те цветы, то ничего страшного с ними не происходит, что нельзя сказать о цветке, который не может использовать пыльцу другого вида. Эволюционное развитие предполагает стремление опылителей к растениям с особенностями, которые благоприятствуют насекомым, «созданным» специально для обслуживания определенного вида. Если говорить конкретнее, то, поскольку опылители обычно охотятся за нектаром, растение стимулирует коэволюцию насекомых-опылителей, постепенно предлагая пути к нектару, по которым может перемещаться только одно насекомое. Мы увидим, что растения выработали множество тактик, чтобы заставить мух и других насекомых быть лояльными к одному «бренду».

Основной подход заключается в имитации запахов, а также визуальных, поведенческих и других сенсорных сигналов, которые насекомые используют для поиска пищи или партнеров. Затем цветы становятся труднодоступными для всех, кроме одного или нескольких специализированных насекомых, чем повышают точность при опылении.

Когда Чарльз Дарвин описал цветы, до резервуаров нектара которых можно было добраться только через узкую цветочную трубку около 5 см длиной, он, как известно, предсказал, что должно существовать какое-то насекомое, на тот момент неизвестное науке, с таким же длинным язычком. Это насекомое обнаружили много лет спустя после смерти Дарвина. Муха-длиннохоботница (Moegistorhynchus longirostris) из Южной Африки превзошла своего литературного аналога Пиноккио: ее хоботок, похожий на нос, который на самом деле – часть ротового аппарата, напоминающий язык в форме соломинки для напитков. Это самый длинный хоботок из имеющихся у известных на сегодня мух. Этот диковинный придаток выступает на целых 10 см от лица мухи размером с пчелу, то есть он в пять раз больше длины ее тела. Во время полета он складывается назад, и примерно половина его находится позади насекомого.

Как и другие хоботницы, муха-длиннохоботница – единственный опылитель группы или гильдии неродственных видов растений, которые включают герань, ирисы, орхидеи и фиалки. Более 120 известных видов цветов коэволюционировали вместе с мухами, обладающими длинными языками, что сделало этих мух особо привилегированной группой, имеющей доступ к нектару этих цветов. В свою очередь, эти цветы пользуются почти эксклюзивной услугой транспортировки пыльцы, которая сводит к минимуму риск доставки ее по неправильному адресу.

У каждого вида растений пыльники, или мужские репродуктивные структуры, имеют характерное расположение. Таким образом, пыльца каждого вида прилипает к телу опылителя в определенном, но постоянном, специфичном для растения месте. Муха становится еще более эффективным курьером, перенося пыльцу, скажем, с трех видов растений одновременно, по одному на голове, на ногах и на грудной клетке.

Такая специализация сопряжена с определенными рисками[300]. Если цветы с длинными трубками начнут исчезать, то мухи с длинными языками будут добывать нектар с других цветов с более короткими трубками, но обратная ситуация невозможна. Если станет меньше длиннохоботковых мух, другие насекомые с более короткими языками не смогут опылять эти растения. В некоторых частях Южной Африки становится все меньше мест размножения таких мух за счет сокращения водно-болотных угодий, что ведет к сокращению численности длиннохоботковых мух, что, в свою очередь, приводит к тому, что цветы в гильдии этих мух не дают семян, поскольку не осталось опылителей.

Одураченные и обманутые

Отношения цветка и опылителя не всегда взаимовыгодны. Природа – великий новатор, и всегда ищет кратчайший путь. Мухи не всегда приносят пользу цветам и системам опыления[301], и есть журчалки и львинки, которым свойственно цветочное воровство: