Взаимодействие насекомого-опылителя с цветком — сложный и даже интимный процесс, при котором важны морфологические, биохимические и физические факторы. Оказалось, посещение цветка и опыление могут нарушить минеральные удобрения и прочие химикаты, которые меняют электростатический заряд на поверхности растений.
Эволюция цветковых растений шла в тесной связи с насекомыми-опылителями вроде бабочек, пчел и даже муравьев. В результате такие экологически связанные виды — опылитель и соответствующие ему растения — оказались хорошо «притерты» друг к другу. Многие насекомые и цветковые в итоге стали высокоспециализированными: они приспособлены только друг к другу и не имеют дело с другими видами.
Сейчас большинству покрытосеменных растений необходимы от насекомых «услуги по опылению», без которого они просто не смогут размножаться. В то же время насекомые на цветках кормятся — либо самой пыльцой, либо особым нектаром, который растения вырабатывают специально для них.
Чтобы привлечь к себе опылителя, цветок должен обладать рядом узнаваемых свойств. Это и окраска, и форма, и, разумеется, особый аромат. Хотя все они предназначены опылителю, такие признаки делают цветы привлекательными и для нас.
Однако в новой статье в журнале PNAS Nexus обсуждается другой аспект связи цветка с опылителем — его физические, а точнее — электростатические свойства. Оказалось, эта характеристика цветка сильно изменяется, когда на растение попадают синтетические минеральные удобрения и прочие агрохимикаты. В итоге насекомые вроде шмелей испытывают трудности при посещении цветков с целью опыления.
Традиционно больше внимания уделяют прямому токсическому действию препаратов вроде пестицидов, удобрений и так далее. Однако их негативное влияние на агроэкосистемы и их жителей не ограничивается отравляющим действием. Такие соединения влияют и на биофизические свойства цветков растений. А ведь именно ими руководствуются многие опылители.
Теперь ученым удалось в деталях разобраться в этом вопросе, используя как эксперименты в полевых условиях, так и моделирование. Объектом нового исследования стали шмели Bombus terrestrisdalmatinus — крупные опылители, во многом похожие на пчел, — посещавшие цветки лаванды узколистной Lavandula angustifolia, растения из семейства горечавковых Eustoma russellianum и некоторые другие. Во время экспериментов цветки обрабатывали как минеральными удобрениями, так и имидаклопридом — пестицидом из класса неоникотиноидных соединений. Затем ученые измеряли величину электростатического заряда на поверхности цветков.
Они отметили, что химикаты не повлияли на зрение шмелей и их способность различать запахи. Однако распределение электростатического заряда, к которому насекомые оказались очень чувствительны, сильно изменилось. Из-за этого нарушилось и поведение опылителей, которые лишились важного ориентира для своей «работы».
Это своеобразное «биофизическое загрязнение» на поверхности растений сохранялось до 25 минут — намного дольше, чем при изменениях заряда из-за естественных факторов вроде ветра.
«Это дополняет наши знания о том, насколько разнообразны негативные эффекты деятельности человека на природу, что может казаться довольно грустным, но в то же время может помочь найти какой-то способ предотвратить негативное воздействие химикатов на пчел», — подытожил Сэм Ингланд (Sam England), один из авторов публикации.
Михаил Орлов
