Чем только эти ученые не занимаются

В продолжение волнующей темы «Почему наркотические растения содержат наркотики?»
Кто не читал статьи, когда я давала на нее ссылку, рекомендую прочитать. В основе размышлений лежало утверждение, что нейротоксины растений были эволюционным приспособлением, мешающим растительноядным животным (от улиток до коров) эти растения поедать. А это вступает в противоречие с эволюционной «целесообразностью» , потому что все существующие модели наркомании основаны на механизме вознаграждения. Другими словами наркотико-содержащие растения, которые должны бы «отпугивать» поедателей, вызывают у тех же поедателей желание и дальше поедать. shao-s рассмотрел в основном одну сторону вопроса, а именно эволюционные аспекты потребления нейротоксинов. Но ему можно, он нейробиолог.
Интересен тот факт, что как раз в тот момент, когда shao-s задумался об этом токсикологическом парадоксе, в журнале Science (где, к слову сказать, сам же и свои научные статьи печатает) уже появилась статья на тему «Почему табак содержит никотин«. Причем рассмотрена проблема с точки зрения табака. А поскольку в растениях я шарю чуток больше, чем в нейробиологии, то я сейчас на пальцах вам расскажу, что «думает» табак, продуцируя .

Ответить на такой вопрос взялись немецкие ученые отдела молекулярной экологии института химической экологии Макс-Планка под руководством Ian T. Baldwin. Как мы знаем, многие цветковые растения имеют целый арсенал для привлечения опылителей — цвет, запах и сладкий нектар. Успех в размножении этих растений зависит от того, насколько успешными они будут в своих методах привлечения. Однако один из видов табака Nicotiana attenuata в своем нектарном коктейле содержит никотин. Возник вопрос, зачем растению табака в нектаре никотин, который определенно отпугивает потенциальных опылителей, таких как бражники и колибри? Удивительно, но именно комбинация реппелентаникотина и сильного аттрактанта бензил ацетона и обеспечивает наиболее успешную стратегию размножения табака.

Для того, чтобы разобраться в этом запутанном вопросе, ученые применили весь генно-инженерный арсенал и выключили гены, которые участвуют в путях синтеза никотина и/или бензил ацетона. И получили растения или без никотина, или без бензила ацетона, или без того и другого. Затем высадили эти растения на опытные поля и провели полевые исследования эффективности опыления. Смотрим, что получилось.

Никотин.
Наличие никотина в нектаре уменьшает время, которое опылители и бабочки бражники и колибри проводят у отдельного цветка. Невкусно! Однако повышает число цветков, которые опылители проведали, вероятно таким образом покрывая потребности в калориях (есть же надо, хоть и горько). Если никотина в нектаре нет, то опылители подолгу сидят у одного цветка, пока не наедятся. Соответственно, таким образом они отведывают меньшее количество цветов. Невкусный никотин в нектаре — это как бы растение говорит опылителю: «давай, пошевеливайся, у меня еще много цветков для тебя».

Бензил ацетон.
С ним оказалось все не так просто. Вкус или запах бензил ацетона привлекает и колибри, и бражников. Растения без никотина и без бензил ацетона полностью игнорировались бражниками. Цветы с никотином и без бензил ацетона игнорировались другими любителями нектара — стрекозами, которые умудряются тырить нектар, при этом слабо опыляя цветы.

Таким образом, мы видим, что комбинация стратегий «отталкивания» и «привлекания» обеспечивает оптимальные условия для опыления цветков. Однако, это довольно комплексный подход с точки зрения табака. С одной стороны, никотин действует как фильтр от воров нектара стрекоз, которые не опыляют, но на нектар падкие. С другой стороны, никотин обеспечивает поведенческий паттерн у потенциальных опылытелей — отведать как можно больше цветов и это приводит к эффективному переопылению. Это очень важный момент, потому как табак сам по себе может успешно и самоопыляться, но переопыление обеспечивает «генный поток» в популяции и, как результат, возрастание генетической вариабельности.

Автор статьи Baldwin говорит: «люди, которые работают над проблемой опыления, ошибочно считают, что нектар это» soft drink». Но нектар это не столько «soft drink», сколько скорее горячительный напиток, вроде виски».

Что ощущает при этом колибри, я не знаю.