Чи справедливий Чарльз Дарвін: 150 років тому він вірно передбачив хижацтво Saxifraga?
Чарльз Дарвін мав рацію.
Звучить як цитата із підручника історії, а не як наукова сенсація. Але понад 150 років після того, як цей натураліст висунув свої припущення, дослідники нарешті зібрали незаперечні докази. Він не просто хотів бачити те, що хотів бачити.
Йдеться про рослини роду Saxifraga (камнеломка). Десятиліттями ботаніки запитували: чи харчуються ці рослини комахами? Дарвін вважав, що так. Тепер ми знаємо: він дійсно мав рацію.
Оригінальна гіпотеза
В 1875 Дарвін якраз закінчив багаторічну роботу над описом теорії природного відбору в «Походження видів». Він шукав механізми, що виходять за межі простого фотосинтезу.
Його зацікавили два види Saxifraga, відомі своєю здатністю ловити комах. Однак його експерименти не змогли довести, що рослина справді перетравлює видобуток. Йому вдалося показати, що мухи потрапляють у пастку, але не те, що вони засвоюються.
Їжа інтуїції залишалася незатребуваною на півтора століття.
Сучасні методи в провінції Юньнань
На сцену вийшов Даг Солтіс із Університету Флориди та його команда. Вони не намагалися дослівно відтворити експерименти Дарвіна на тих самих рослинах. Без машини часу це було неможливо.
Натомість вони вирушили на гору Уфен у провінції Юньнань, Китай.
Вивчався вид Saxifraga candelabrum.
Це інший вигляд, аніж ті, на яких спостерігав Дарвін. Він росте в альпійських та арктичних регіонах Північної півкулі, а також у американських Андах. Рід налічує близько 450 видів. Деякі з них хижі, дехто ні.
Вчені виявили, що S. candelabrum покритий дрібними волосками.
Ці волоски виділяють липку речовину. Воно ловить дрібних комах. Та не всіх. Великих комах – запилювачів – рослина ігнорує. Воно розумне: поїдає тільки те, що не потрібно для розмноження.
Підтвердження хижацького статусу
Щоб рослина вважалася хижою, вона повинна виконувати три умови:
1. Залучати видобуток.
2. Ловити видобуток.
3. Перетравлювати видобуток та поглинати поживні речовини.
Дарвін не зміг підтвердити третій пункт – перетравлення. Але команда Солтіса довела це.
По-перше, вчені проаналізували липкий секрет. Він містив травні ферменти, що розщеплюють тіло комахи.
По-друге, рослинам згодовували комах, мічених стабільним ізотопом азоту. При подальшому аналізі тканин рослини цей ізотоп було виявлено.
Поживні речовини від перевареної комахи опинилися всередині рослини.
«Мати можливість підтвердити пророцтво Дарвіна — це водночас і упокорюючий, і хвилюючий момент. Я думаю, Дарвін був би задоволений і сказав: “Я ж казав, що мав рацію”», – говорить Солтіс.
По-третє, генетичний аналіз виявив щось дивовижне. Saxifraga розділяє специфічні гени з іншими відомими хижими рослинами, такими як росянка (Drosera spatulata) і оридула (Roridula gorgonias). Ці гени контролюють залучення, перетравлення та поглинання.
«Геномні дані надають незалежні докази, що S. candelabrum – справжня хижа рослина», – пояснює Хан Сунь із Китайської академії наук.
Чому це важливо зараз
Дарвін вивчав Saxifraga. Він бачив волоски. Він бачив комах. Але він не мав інструментів для доказу хімічної реакції.
Технології сьогодення змінили правила гри. Трейсинг ізотопами довів поглинання. Секвенування геному довело еволюційні зв’язки.
Солтіс очікує, що це спровокує хвилю переосмислення. Багато представників роду Saxifraga мають такі ж липкі волоски.
Чи можуть вони також бути хижими?
Мабуть, так.
Солтис каже, що не був би здивований, якби було виявлено, що більше видів у цій родині харчуються мошками. Кордон між рослиною та хижаком стає трохи розмитим.
І Дарвін, що витає десь в ефірі, мабуть, просто кивнув би.
