Летучими мышами опыляется. Виды опыления растений. Особое строение соцветия
Опыление
Что такое опыление? Цветение - это состояние растений от начала раскрытия цветков до засыхания их тычинок и лепестков . Во время цветения и происходит опыление растений.
Опылением называют перенос пыльцы с тычинок на рыльце пестика . Если пыльца переносится с тычинок одного цветка на рыльце пестика другого цветка, то происходит перекрёстное опыление . Если же пыльца попадает на рыльце пестика того же цветка - это самоопыление .
Перекрестное опыление. При перекрёстном опылении возможны два варианта: пыльца переносится на цветки, находящиеся на том же растении, пыльца переносится на цветки другого растения. В последнем случае надо учитывать, что опыление происходит только между особями одного вида!
Перекрестное опыление может осуществляться ветром, водой (эти растения и растут в воде или у воды: роголистник, наяда, валлиснерия, элодея ), насекомыми, а в тропических странах также птицами и летучими мышами.
Перекрёстное опыление биологически более целесообразно, потому что потомство, соединив в себе признаки обоих родителей, может лучше приспособиться к среде. Самоопыление имеет свои достоинства: оно не зависит от внешних условий, а потомство стабильно сохраняет родительские признаки. Например, если выращиваются жёлтые помидоры, то на следующий год, использовав их семена, можно опять получить такие же жёлтые помидоры (помидоры , как правило, - самоопылители). Большинство растений опыляются перекрестно, хотя строго перекрестноопыляемых растений мало (например, рожь ), чаще перекрестное опыление сочетается с самоопылением, что еще больше повышает приспособленность растений к выживанию.
Типы опыления цветков: самоопыление, перекрестное
Ветроопыляемые растения. Растения, цветки которых опыляются ветром, так и называются ветроопыляемыми . Обычно их невзрачные цветки собраны в компактные соцветия, например, в сложный колос, или в метёлки. В них образуется огромное количество мелкой, лёгкой пыльцы. Ветроопыляемые растения чаще всего растут большими группами. Среди них есть и травы (тимофеевка, мятлик, осока) , и кустарники, и деревья (орешник, ольха, дуб, тополь, берёза) . Причём эти деревья и кустарники цветут одновременно с распусканием листьев (или даже раньше).
У ветроопыляемых растений тычинки обычно имеют длинную тычиночную нить и выносят пыльник за пределы цветка. Рыльца пестиков также длинные, «лохматые» - чтобы уловить летающие в воздухе пылинки. У этих растений есть некоторые приспособления и к тому, чтобы пыльца не расходовалась зря, а попадала предпочтительно на рыльца цветков своего же вида. Многие из них цветут по часам: одни распускаются рано утром, другие днём.
Насекомоопыляемые растения. Насекомых (пчёл, шмелей, мух, бабочек, жуков) привлекает сладкий сок - нектар, который выделяют особые желёзки - нектарники. Причём расположены они таким образом, чтобы насекомое, добираясь до нектарников, обязательно задело пыльники и рыльце пестика. Нектаром и пыльцой насекомые питаются. А некоторые (пчёлы) даже запасают их на зиму.
Следовательно, наличие нектарников - важный признак насекомоопыляемого растения. Кроме того, их цветки обычно обоеполые, пыльца у них клейкая с выростами на оболочке, чтобы зацепиться за тело насекомого. Находят насекомые цветки по сильному запаху, по яркой окраске, по крупным цветкам или соцветиям.
У ряда растений нектар, который и привлекает насекомых, доступен многим из них. Так на цветущих маках, жасмине, бузульнике, нивянике можно увидеть и пчёл, и шмелей, и бабочек, и жуков.
Но есть растения, приспособившиеся к определённому опылителю. При этом они могут иметь особое строение цветка. Гвоздику, с её длинным венчиком опыляют только бабочки, длинный хоботок которых может добраться до нектара. Только шмели могут опылять льнянку, львиный зев : под их тяжестью нижние лепестки цветков отгибаются и насекомое, добираясь до нектара, собирает своим лохматым тельцем и пыльцу. Рыльце пестика расположено так, чтобы пыльца, принесённая шмелём с другого цветка, обязательно на нём осталась.
Цветки могут иметь запах привлекательный для разных насекомых или пахнуть особенно сильно в разное время суток. Многие белые или светлые цветки особенно сильно пахнут вечером и ночью - их опыляют ночные бабочки. Пчёл привлекают сладкие, «медовые» запахи, а мух - запахи для нас часто не очень приятные: так пахнут многие зонтичные растения (сныть, борщевик, купырь) .
Учёные провели исследования, которые показали, что насекомые видят цвета особым образом и каждый вид имеет свои предпочтения. Не зря в природе среди дневных цветков царствуют все оттенки красного цвета (а вот в темноте красный цвет почти не различим), а синего и белого гораздо меньше.
Для чего так много приспособлений? Для того, чтобы иметь больше шансов, что пыльца не будет потрачена зря, а попадёт на пестик цветка растения того же вида.
Изучив строение и особенности цветка, можно предположить, какие животные его опылят. Так, цветки душистого табака имеют очень длинную трубку из сросшихся лепестков. Следовательно, до нектара могут добраться только насекомые с длинным хоботком. Цветки - белого цвета, хорошо видны в темноте. Особенно сильно пахнут вечером и ночью. Опылители - бражники, ночные бабочки, которые имеют хоботок до 25 см длиной.
Самый крупный в мире цветок - раффлезия - окрашен в красный цвет с тёмными пятнами. Пахнет он тухлым мясом. Но для мух нет запаха приятнее. Они и опыляют этот замечательный, редкий цветок.
Самоопыление. Большинство самоопыляющихся растений - это сельскохозяйственные культуры (горох, лён, овёс, пшеница, томат) , хотя есть самоопыляющиеся растения и среди дикорастущих.
Некоторые из цветков опыляются уже в бутонах. Если раскрыть бутон гороха, то можно увидеть, что пестик весь усыпан оранжевой пыльцой. У льна опыление проходит в открытом цветке. Цветок распускается рано утром и уже через несколько часов лепестки осыпаются. Днем температура воздуха повышается и тычиночные нити скручиваются, пыльники прикасаются к рыльцу, лопаются, и пыльца высыпается на рыльце. Самоопыляющиеся растения, в том числе лён , могут опыляться и перекрёстно. И наоборот, при неблагоприятных условиях и у перекрёстноопыляемых растений может произойти самоопыление.
Перекрёстноопыляемые растения в цветке имеют приспособления, предотвращающие самоопыление: пыльники созревают и высыпают пыльцу раньше, чем разовьётся пестик; рыльце расположено выше пыльников; пестики и тычинки могут развиваться в разных цветках и даже на разных растениях (двудомные).
Искусственное опыление. В определённых случаях человек проводит искусственное опыление, то есть сам переносит пыльцу с тычинок на рыльце пестиков. Искусственное опыление осуществляют с разными целями: для выведения новых сортов, для повышения урожайности некоторых растений. В безветренную погоду человек опыляет ветроопыляемые культуры (кукуруза) , а в холодную или сырую погоду - насекомоопыляемые растения (подсолнечник) . Искусственно опыляют и ветро-, и насекомоопыляемые растения; и перекрестно-, и самоопыляемые.
Интерактивный урок-тренажёр. (Выполните все задания урока)
1 группа способов: Биотическое опыление
Зоофиллия. 1. Чаще всего встречается энтомофилия. Эволюция насекомых-опылителей и цветковых растений носила сопряженный характер => и те и другие имеют взаимные приспособления, иногда настолько узкие, что растение не в состоянии существовать без своего опылителя и наоборот. Энтомофильные цветки легко различить, так как насекомых к цветку привлекает:1) цвет; 2) запах; 3) пища (нектар и пыльца). Кроме того, 4) некоторые насекомые ищут в цветках убежища на ночь или от дождя (температура внутри цветка на несколько градусов выше); 5) некоторые осы-хальциды размножаются в цветках (оса-бластофага и инжир).
Признаки энтомофильных цветков:
1) ярко окрашены и поэтому хорошо заметны;
2) мелкие цветки собраны в соцветия, которые хорошо заметны;
3) выделяют много нектара;
4) имеют запах;
5) пыльцы образуется не очень много, она липкая, крупная, с неровной поверхностью экзины;
6) часто у цветка специфическое строение, приспособленное к определённому опылителю или группе опылителей (например, цветки с длинной трубкой венчика опыляют бабочки или шмели).
Цвет. Насекомые ориентируются, где находится нектар при помощи окраски венчика (пятна, полосы, штрихи, часто не видимые человеку, но видимые для насекомых, так как они видят и в ультрафиолетовом спектре).
Цветовое зрение насекомых отличается от человеческого.
Окраска венчика имеет и географические закономерности. В тропиках чаще встречаются красные и оранжевые цвета, в средних широтах более обычна светлая окраска венчика.
Окраска также связана с местообитанием. В лесу – более светлая, на опушке и открытых местах – разнообразная.
Запах. Большинство насекомых, в частности перепончатокрылые, предпочитает ароматические запахи , обусловленные эфирными маслами (сирень, гвоздика, роза и др.).
Аминоидные запахи обусловлены присутствием веществ с аминогруппой (NH 2) (бузина, рябина, боярышник). Такие запахи привлекают жуков, мух и некоторых других насекомых.
Индолоидные запахи обусловлены веществом - индолом (трупный запах разлагающегося мяса). Цветки с таким запахом чаще встречаются в тропических лесах (раффлезия, многие ароидные). Привлекают мух. Источником запаха в данном случае является не нектар, а особые масла, выделяемые лепестками.
Таким образом, цвет околоцветника – это дальний сигнал, а запах ближний сигнал для опылителей.
Основные группы насекомых-опылителей:
1) перепончатокрылые (пчелы, шмели, реже – осы);
2) двукрылые (мухи) – посещают менее специализированные цветки;
3) чешуекрылые (бабочки) – дневные (посещают в основном красные и желтые цветки) и ночные (белые цветки);
4) жесткокрылые (жуки) – в основном собирают пыльцу как продукт питания, часто производят не перекрестное, а самоопыление (например, бронзовки на шиповнике). Иногда жуки могут поедать завязь и семязачатки.
2. Орнитофиллия – опыление птицами. Характерна для тропических областей, реже - для субтропиков (эвкалипты, алоэ, кактусы и др.).
Признаки орнитофильных цветков :
1) нет запаха! так как у птиц слабое обоняние;
2) окраска венчика в основном красная и оранжевая, реже синяя или фиолетовая (птицы легко различают эти два последних цвета в отличие от насекомых);
3) нектар слабо концентрированный и его очень много (в отличие от насекомоопыляемых растений).
Птицы часто не садятся на цветок, а опыляют его на лету, зависая около него.
Основные опылители:
1) тропики Нового Света (Америка) – колибри;
2) тропики Старого Света - медососы, нектарницы, цветочницы;
3) Австралия - попугаи лори.
3. Хироптерофилия – опыление при помощи летучих мышей. Так опыляются в основном тропические деревья и кустарники, реже - травы (баобаб, банан, некоторые кактусы).
Летучие мыши посещают цветки ночью. => Признаки цветков, опыляемых летучими мышами :
1) флюоресцентная белая или желто-зеленая окраска, может быть коричневатая, реже – фиолетовая или белая;
2) специфический запах, напоминающий выделения и секреты летучих мышей («затхлый»);
3) цветки распускаются вечером или ночью;
4) крупные цветки свисают на длинных цветоножках с ветвей (например, баобаб) или развиваются прямо на стволах деревьев (каулифлория) (например, какао).
Одним из растений, опыляемых летучими мышами, является манго. Цветки и плоды дикого манго очень сильно воняют и привлекают летучих мышей (и как распространителей плодов в том числе). При селекции культурных сортов манго старались избавиться от запаха плодов. В какой-то мере это удалось, но специфический привкус все же остался.
2 группа способов: Абиотическое опыление.
1. Анемофилия - опыление при помощи ветра.
В лесной полосе умеренного климата примерно 20% растений опыляются ветром. На открытых пространствах (в степи, в пустыне, в полярных районах) этот процент гораздо выше.
Признаки анемофильных цветков :
1) цветки мелкие, невзрачные, зеленоватые или желтоватые, часто вообще без околоцветника или околоцветник в виде чешуй и пленок;
2) мелкие цветки собраны в многоцветковые соцветия, что повышает шансы на опыление. Очень характерное соцветие с повислой осью, приспособленное к опылению ветром – сережка;
3) пыльники часто на длинных тычиночных нитях, качающиеся, свешивающиеся из цветка;
4) очень крупные, часто перистые рыльца выступают за пределы цветка;
5) пыльцы образуется очень много, она мелкая, сухая, гладкая, может иметь дополнительные приспособления, облегчающие полет (например, воздушные мешки);
6) очень часто цветки раздельнополые, а растения однодомные или двудомные.
Ветроопыляемые растения часто растут большими скоплениями, что повышает шансы на опыление (березовая роща, дубрава, заросли бамбука). Многие ветроопыляемые деревья и кустарники нашей зоны цветут рано весной до распускания листьев или одновременно с их появлением (осина, лещина, тополь, береза, дуб и др.).
2. Гидрофилия - опыление при помощи воды. Встречается редко, так как вода - не характерная среда для цветковых растений. Цветковые вторично перешли к водному образу жизни. У многих из них, растущих в воде, цветки возвышаются над водой и опыляются насекомыми (кувшинка) или ветром (тростник).
Цветки у гидрофильных растений погружены в воду, реже – плавают на поверхности воды (в последнем случае возможны и другие способы опыления).
Признаки гидрофильных цветков:
1) обычно мелкие и невзрачные, одиночные или собраны в небольшие соцветия;
2) часто цветки однополые (например, валлиснерия, элодея);
3) пыльники имеют тонкую стенку, лишены эндотеция, часто нитевидной формы, у некоторых растений оплетают рыльце и пыльца сразу же попадает на него и быстро прорастает;
4) пыльца лишена экзины (так как плавает в толще воды и не нуждается в защите от высыхания).
У водных растений вегетативное размножение преобладает над семенным, так как вода – не особо благоприятная среда для опыления.
Два вида рукокрылых посещают цветы кактуса Кардон в Калифорнии. Представители одного вида (длинноносые) являются узкоспециализированными опылителями цветов, представители другого - насекомоядные летучие мыши, известные способностью слышать передвижения крупных насекомых и скорпионов. Согласно исследованиям ученых из Университета Калифорнии (Санта-Круз), именно последние эффективнее опыляют растения, чем длинноносые. "Длинноносая летучая мышь является узким специалистом-опылителем и всегда считалась основным. Но результаты исследований показали, что бледный гладконос на самом деле за одно посещение забирает в 13 раз больше пыльцы", - сказала Уинифред Фрик, научный сотрудник Калифорнийского университета в Санта-Круз.
В исследовании подчеркивается комплексный характер взаимовыгодных отношений между растениями и их опылителями, которые в большинстве случаев развиваются вместе в течение длительного периода времени, но часто возникают конфликты интересов между партнерами. Кэтлин Кей, доцент кафедры экологии и эволюционной биологии Университета Калифорнии в Санта-Круз, считает, что приспособления длинноносой летучей мыши позволяют получить больше нектара, а не собрать на теле больше пыльцы. Длинноносые не садятся на цветок, а в большинстве случаев зависают рядом, собирая нектар длинным языком. Бледные рукокрылые, напротив, должны приземлиться на цветок и просунуть голову глубоко внутрь, чтобы добраться до нектара, в результате у них на голове накапливается больше пыльцы. Кроме того, длинноносые летучие мыши рассматривают пыльцу как источник белка и регулярно в течение ночи съедают часть пыльцы.
Как стало известно порталу www.sciencedaily.com , ученые наблюдали за цветами кактуса в 14 исследовательских центрах в Калифорнии, работая с командой студентов из Мексики и Калифорнийского университета в Санта-Круз. Результаты показали, что бледный гладконос не только забирает больше пыльцы за одно посещение, но в некоторых районах делает это достаточно часто, чтобы быть более эффективными опылителями по сравнению с длинноносыми летучими мышами.
"Многие опылители эволюционировали с растениями в течение длительного времени", - говорит Кей. "Можно подумать, что новый опылитель не имеет приспособлений и поэтому не столь хорош, но в данном случае он действительно является лучшим, так как плохо приспособлен для сбора нектара. Данное исследование позволяет получить представление о начале романа цветка и его опылителя". У Фрик есть видеозапись того, как летучая мышь атакует бледную моль на большом цветке, так что нетрудно представить, как насекомоядные летучие мыши обнаружили сладкий нектар, спрятанный внутри цветка кактуса.
Кей отметил, что многие животные только поедают растения или используют их иначе, не опыляя цветы. В случае бледного гладконоса существование получается взаимовыгодным. К тому же длинноносые летучие мыши мигрируют, то есть численность их популяции на разных территориях год от года изменяется, что может способствовать эволюции насекомоядных как опылителей растений.
Источник Всероссийский Экологический Портал
В качестве конечной задачи типичного цветка выступает формирование плодов и семян. Для этого необходимо два процесса. Первым является . После него происходит собственно оплодотворение - появляются плоды и семена. Рассмотрим далее, какие существуют .
Общие сведения
Опыление растений - этап , на котором осуществляется перенос мелких зерен с тычинок на рыльце. Оно тесно связано с другой стадией развития культур - формированием органа размножения. Учеными было установлено два вида опыления: аллогамия и автогамия. При этом первая может осуществляться двумя путями: гейтоногамией и ксеногамией.
Характеристики
Автогамия - путем переноса зерен с тычинок на рыльце одного органа размножения. Другими словами, одна система самостоятельно осуществляет необходимый процесс. Аллогамия - перекрестный перенос зерен с тычинок одного органа на рыльце другого. Гейтоногамия предполагает опыление между цветками одной, а ксеногамия - разных особей. Первая генетически схожа с автогамией. В этом случае имеет место только перекомбинация гамет в одной особи. Как правило, такое опыление характерно для многоцветковых соцветий.
Самой благоприятной по своему генетическому эффекту считается ксеногамия. Такое опыление цветковых растений способствует увеличению возможностей перекомбинации генетических данных. Это, в свою очередь, обеспечивает повышение внутривидового разнообразия, последующей приспособительной эволюции. Между тем, автогамия обладает немаловажным значением для стабилизации видовых признаков.
Способы
Метод опыления зависит от агентов переноса зерен и структуры цветка. Аллогамия и автогамия могут осуществляться с помощью одних и тех же факторов. Ими, в частности, выступают ветер, животные, человек, вода. Наибольшим разнообразием отличаются способы при аллогамии. Выделяют следующие их группы:
- Биологические - осуществляется с помощью живых организмов. В этой группе выделяют несколько подгрупп. Классификация осуществляется в зависимости от переносчика. Так, осуществляется (энтомофилия), птицами (орнитофилия), летучими мышами (хироптерофилия). Существуют и другие способы - с помощью моллюсков, млекопитающих и пр. Однако они выявляются в природе достаточно редко.
- Абиотические - связано с влиянием небиологических факторов. В этой группе различают перенос зерен с помощью ветра (анемофилию), воды (гидрофилию).
Способы, которыми осуществляется , считаются адаптациями к конкретным окружающим условиям. В генетическом плане они менее важны, чем типы.
Приспособление растений к опылению
Рассмотрим первую группу способов. В природе, как правило, встречается энтомофилия. Эволюция растений и переносчиков пыльцы проходила параллельно. Энтомофильные особи легко выделяются среди прочих. У растений и переносчиков есть взаимные приспособления. В некоторых случаях они настолько узкие, что культура не в состоянии самостоятельно существовать без своего агента (или наоборот). Насекомых привлекает:
- Цвет.
- Пища.
- Запах.
Кроме этого, некоторые насекомые используют цветки как убежище. Например, они прячутся там ночью. Температура в цветке выше, чем у внешней среды, на несколько градусов. Существуют насекомые, которые сами размножаются в культурах. Например, осы-хальциды используют для этого цветки.
Орнитофилия
Опыление птицами наблюдается преимущественно в тропических районах. В редких случаях орнитофилия имеет место в субтропиках. К признакам цветков, привлекающих птиц, можно отнести:
- Отсутствие запаха. У птиц достаточно слабое обоняние.
- Венчик имеет в основном оранжевый или красный цвет. В редких случаях отмечается синяя или фиолетовая окраска. Стоит сказать, что птицы легко отличают эти цвета.
- Большое количество слабоконцентрированного нектара.
Птицы зачастую не садятся на цветок, а опыляют, зависая рядом с ним.
Хироптерофилия
Летучие мыши опыляют преимущественно тропические кустарники и деревья. В редких случаях они участвуют в переносе зерен на травы. Летучие мыши опыляют цветки ночью. К признакам культур, которые привлекают этих животных, относят:
- Наличие флуоресцентной белой или желто-зеленой окраски. Она также может быть коричневатой, в редких случаях фиолетовой.
- Наличие специфического запаха. Он напоминает секреты и выделения мышей.
- Цветки распускаются ночью либо вечером.
- Крупные части свисают с ветвей на длинных цветоножках (баобаб) либо развиваются непосредственно на стволах
Анемофилия
Опыление приблизительно 20 % растений умеренной полосы осуществляется с помощью ветра. На открытых площадях (в степях, пустынях, полярных территориях) этот показатель значительно выше. Анемофильные культуры обладают следующими признаками:
Анемофильные культуры часто формируют большие скопления. Это значительно увеличивает шансы на опыление. В качестве примеров выступают березовые рощи, дубравы, заросли бамбука.
Гидрофилия
Такое опыление достаточно редко встречается в природе. Это обуславливается тем, что вода не является обычной средой обитания культур. У многих находятся над поверхностью и опыляются преимущественно насекомыми либо с помощью ветра. К признакам гидрофильных культур можно отнести:
Автогамия
У 75 % растений присутствуют обоеполые цветки. Это обеспечивает самостоятельный перенос зерен без внешних носителей. Автогамия нередко бывает случайной. Это имеет место особенно при неблагоприятных условиях для переносчиков.
Автогамия базируется на принципе "лучше самостоятельное опыление, чем вообще никакого". Такой тип переноса зерен известен у многих культур. Как правило, они развиваются в неблагоприятных условиях, на территориях, где сильно холодно (тундра, горы) или очень жарко (пустыня) и отсутствуют переносчики.
В природе, между тем, встречается и регулярная автогамия. Она постоянна и крайне важна для культур. К примеру, самоопыляются такие растения, как горох, арахис, пшеница, лен, хлопчатник и прочие.
Подтипы
Автогамия может быть:
Клейстогамия обнаруживается в разных систематических группах культур (в некоторых злаках, например).
Изобретательность природы не знает границ! Одно из подтверждений тому – история нектароядных летучих мышей и распускающих свои ночные цветы растений, чьи судьбы тесно переплелись в лесах Центральной Америки. Размером с наш большой палец, крошечное рукокрылое листонос Коммиссариса (Glossophaga commissarisi ) большую часть своей жизни проводит, порхая среди тропических лиан Mucuna и собирая нектар их цветков. Щедро делясь «напитком богов», взамен растения получают дополнительного опылителя. Привлекающие животных днем при ярком солнечном свете цветы щеголяют многоцветными нарядами, а вот ночью, когда даже самые яркие краски блекнут, ночные растения вроде Mucuna , чтобы привлечь внимание летучих мышей, прибегают к помощи звука.
Ночью, когда даже самые яркие краски блекнут, ночные растения, чтобы привлечь внимание летучих мышей, прибегают к помощи звука.На биостанции La Selva (испанск. «лес») на севере Коста-Рики тропическая лиана за короткое время сплела над лесной поляной зеленую крышу из листьев и цветков. Напоминая люстры на потолке в большом темном зале, бледно-желтые соцветия размером с ладонь медленно покачиваются. На закате цветки начинают готовиться к приему гостей. Первым вверх медленно отходит светло-зеленый чашелистик, прикрывающий бутон, словно крышка, и, поднявшись, превращается в маячок. Чуть ниже расправляются два небольших боковых лепестка, обнажая щель у основания бутона, из которой по округе растекается едва заметный манящий чесночный аромат. Mucuna используют запах как сигнал, притягивающий окрестных опылителей. Но после, когда мыши подлетают достаточно близко, главной приманкой становится звук. Летучие мыши с успехом применяют звук высокой частоты для ориентации в пространстве. Испуская звуковые волны, животные своими очень чувствительными ушами улавливают мельчайшие изменения в отраженных от предметов сигналах. Поступающая информация моментально обрабатывается мозгом, и летучая мышь может мгновенно менять траекторию полета, преследуя сочного комара, или ловко шнырять между цветущими тропическими деревьями. Большинство видов летучих мышей охотится на насекомых, с каждым взмахом крыльев они испускают сигналы, разносящиеся на большие расстояния. Нектароядные мыши, напротив, пользуются более слабыми волнами, но их сигналы устроены гораздо сложнее – ученые называют такую уловку частотной модуляцией. Благодаря ей животные могут получать «акустические снимки», содержащие точную информацию о размерах, форме, расположении объектов в пространстве, структуре их поверхности. За возможность лучше различать детали приходится расплачиваться дальностью действия такой эхолокации – она эффективна лишь в радиусе 4 метров. В тропических зарослях лиан Mucuna чашелистики-маячки служат своеобразными зеркалами, отражающими сигналы летучих мышей и отсылающими обратно четко идентифицируемую информацию о себе. Научившись ловко распознавать такие маячки с помощью органов чувств, рукокрылые застывают в жарких объятиях с бутонами. Определенно, они созданы друг для друга. Летучая мышь, взбираясь верхом на цветок, цепляется лапками за основание лепестка, поджимает хвостик, подтягивает заднюю лапку и просовывает голову в бутон. Длинный язык устремляется внутрь, запуская скрытый в цветке механизм «бомбы»: все глубже погружаясь в нектар, он вызывает цепные взрывы пыльниковых мешков, которые обильно покрывают шерсть зверька золотым слоем свежей пыльцы. Бах! Бах! Бах! Десять бутонов взорвались, запасы нектара уничтожены, летучие мыши отправляются восвояси. Но быстрый метаболизм рукокрылых не позволяет им улететь надолго. Каждый зверек за ночь наведывается к цветку сотню раз. Вид лиан Mucuna holtonii с их «бомбами» и щедрой порцией нектара – один из немногих видов, на которые животные садятся, а не только подлетают. Другие растения, не столь богатые нектаром, такой чести не удостаиваются: нектароядные летучие мыши зависают над ними, опустошая их за доли (1/5) секунды, так и не приземлившись. Около 40 видов подсемейства Glossophaginae составляют элиту «военно-воздушных сил» нектароядных летучих мышей. Они принадлежат к семейству листоносых рукокрылых, которые обитают в тропиках и субтропиках Западного полушария. Их носы причудливой формы, давшей название всему семейству, позволяют виртуозно испускать сложные эхолокационные сигналы. Опыление в обмен на нектар – сделка между растением и летучей мышью, которую биологи окрестили научным термином хироптерофилия (от латинского названия рукокрылых – Chiroptera ). В течение тысячелетий растения, опыляемые летучими мышами, «придумывали, как весьма элегантно решить непростую задачу: привлечь как можно больше опылителей, затратив как можно меньше энергии. Они не стали увеличивать количество (и улучшать качество) нектара, а вместо этого сделали его сбор более эффективным для своих рукокрылых партнеров. Растения вывешивают ночные цветы в свободных для пролета пространствах, так что летучим мышам довольно просто отыскать их и собрать нектар. (К тому же это намного безопаснее – хищникам вроде змей и опоссумов попросту негде укрыться.) Вдобавок, цветы подмешивают в свои ароматы соединения серы: такая приманка действует на больших расстояниях, и рукокрылые не в силах устоять. Впрочем, аромат на любителя, и человека он, напротив, отталкивает, напоминая воображаемую смесь из самых неприятных запахов, какие только существуют в мире: в нем есть ноты запаха кислой капусты, чеснока, прелых гниющих листьев, прокисшего молока и скунса. Mucuna и некоторые другие растения пошли еще дальше – чтобы привлечь эхолокаторы летучих мышей, они адаптировали форму своих цветков. До 1999 года никто и предположить не мог, что растения способны менять форму, чтобы облегчить животным сбор нектара. На исследовательской станции La Selva немецкие биологи Дагмар и Отто фон Гельверсен из Университета Эрлангена-Нюрнберга изучали акустические сигналы летучих мышей, когда Дагмар заметил, что чашелистики-маячки бутонов Mucuna очень походят на звуковые маячки-отражатели. Они приковывают к себе внимание в мире звуков, подобно путеводному свету маяка в темноте. Гипотеза подтвердилась после проведения серии экспериментов. Гельверсены продолжили исследования акустических характеристик цветов в Эрлангене, использовав для этого колонию лабораторных летучих мышей. Под их руководством студент Ральф Саймон обучил животных пить нектар из случайным образом размещенных кормушек разной формы. Проще и быстрее всего зверькам удавалось обнаружить округлые кормушки – в виде миски. Впоследствии Саймон отыскал похожие формы «кормушек» в природе, а у одного из цветков, который он разглядел на фотографии в научно-популярном журнале, был маячок в виде блюдца. (Из-за красных округлых частей цветка, содержащих нектар, редакторы журнала ошибочно решили, что это был фрукт). Заинтригованный, Ральф Саймон отправился на Кубу, прямиком туда, где цветок сфотографировали. В награду за упорство он получил подтверждение своей гипотезы, увидев, как летучие мыши пьют нектар из цветка, а тот щедро покрывает их своей золотистой пыльцой.
Исследование подтвердило давно известный летучим мышам факт – цветки «разговаривают» на своих языках.Вернувшись в лабораторию, Саймон соорудил похожие маячки и прикрепил их к кормушкам. Обыкновенные плоские маячки не слишком помогали обнаружить кормушку – время поиска было почти таким же, как и для кормушек без опознавательных знаков. А вот маячки в форме блюдца сократили это время вдвое! «Плоский лепесток дает лишь вспышку в мире звуков, когда сигнал отражается от его поверхности, – объясняет Саймон. – А вот маячок-блюдце при приближении летучей мыши отправляет обратно несколько сильных сигналов, покрывая обширное пространство. Он очень похож на настоящий маяк: отраженный звук имеет уникальный тембр». Продолжив работу в аспирантуре, Саймон сконструировал механическую голову летучей мыши, способную перемещаться. Внутри он установил небольшой источник ультразвука и два приемника в вершинах треугольника, точь-в-точь сымитировав нос и уши животного. В ходе эксперимента нос-источник издавал сложные последовательности звуков на разных частотах, похожие на эхолокационные сигналы летучих мышей, а Саймон направлял их на цветки, закрепленные на вращающейся подставке, и записывал регистрируемые ушами-приемниками отраженные звуковые волны. Так ему удалось собрать акустические характеристики цветков 65 видов растений, опыляемых рукокрылыми. Каждый из изученных Саймоном цветков имел уникальный ярко выраженный акустический образ, своего рода «отпечаток пальца». Это исследование подтвердило давно известный летучим мышам факт – цветки «разговаривают» на своих языках. В далекие 1790-е годы итальянского биолога Ладзаро Спалланцани подняли на смех за вы-двинутое им предположение, что летучие мыши «видят» в темноте при помощи ушей. Полтора столетия спустя, в конце 1930-х, ученые подтвердили этот факт, установив, как именно и с помощью какого механизма рукокрылые «видят» в темноте. А через 75 лет ученые выяснили, что «видеть» им помогают ночные растения, подстроив в процессе эволюции форму своих цветков, чтобы их было лучше слышно опылителям, и в итоге «засверкав» в мире звуков так же ярко, как сверкают в лучах солнца их самые многоцветные дневные собратья.