Как цветы меняют оттенок в ответ на изменение климата

По мере изменения климата в мире растения и животные начали адаптироваться, заселяя новые территории и меняя сезоны размножения. А новые исследования показывают, что за последние 75 лет цветы также адаптировались к повышению температуры и уменьшению содержания озона, изменив ультрафиолетовые пигменты в своих лепестках.

Как говорит Мэтью Коски, исследователь из Университета Клемсона, ультрафиолетовые пигменты цветов невидимы для человека, но способны привлекать опылителей и служат своего рода защитой от солнечных ожогов. Ведь избыток ультрафиолета вреден не только для человека, но и для растений. И чем больше лепестках подобного пигмента, тем меньше ультрафиолета получат чувствительные к нему клетки.

Ранее ученые обнаружили, что цветы, растущие в горах или вблизи экватора, обладают большим количеством пигмента. Это очевидное наблюдение повлекло за собой неочевидный вопрос, а именно влияют ли на ультрафиолетовые пигменты два фактора, сопровождающие изменение климата — повреждение озонового слоя и изменение температуры?

Чтобы выяснить это, Коски и его коллеги изучили коллекции растений из Северной Америки, Европы и Австралии, начиная с коллекций, выведенных в 1941 году. В общей сложности было изучено 1238 цветов 42 различных видов. Исследователи сфотографировали лепестки цветов одного и того же вида, собранные в разное время, с помощью чувствительной к ультрафиолетовому излучению камеры, которая зафиксировала изменения в пигментации. Затем эти изменения сопоставили с данными о местном уровне озона и температуре.

В в период с 1941 по 2017 год пигмент в цветах во всех местах со временем увеличивался примерно на 2% в год, однако в зависимости от строения цветка изменения варьировались. В блюдцевидных цветках, пыльца которых была открыта, таких как лютики, ультрафиолетовый пигмент увеличивался, когда уровень озона снижался, и уменьшался там, где уровень озона повышался. Но цветы, пыльца которых помещалась в лепестках, уменьшали пигментацию при повышении вне зависимости от изменении уровня озона.

Ученые говорят, что это явление объяснимо. Пыльца, спрятанная в лепестках, естественным образом защищена от воздействия ультрафиолета, но эта дополнительная защита может также задерживать тепло, и создает опасную для пыльцы температуру. Уменьшение содержания ультрафиолетовых пигментов в лепестках приводит к тому, что они поглощают меньше солнечной радиации и не так сильно нагреваются.

Хотя такие изменения пигмента могут быть незаметны человеческому зрению, они являются маяком для опылителей, таких как колибри и пчелы. Как утверждает руководитель исследования, большинство опылителей предпочитают цветы с рисунком «бычий глаз»: кончики лепестков, отражающие ультрафиолет, и скопление ультрафиолетовых пигментов ближе к центру цветка. Хотя причины такого предпочтения не до конца известны, предполагается, что такой узор помогает отличить цветы от других растений, поглощающих ультрафиолетовое излучение. Ученые считают, что цветы, наращивающие количество пигмента, могут потерять привлекательность для опылителей, сливаясь с другими растениями, тогда как те растения, потерявшие какую-то их часть, станут привлекательнее.