ДЖМЕЛІ, КВІТИ І ЕЛЕКТРИКА

Джмелі є ефективними запилювачами багатьох квіткових рослин. Джерело ілюстрації: www.jbnature.com

Андрій М. ЗАМОРОКА

Роль джмелів, як запилювачів незліченних дикорослих та й навіть культивованих людиною рослин, є беззаперечною та зрозумілою. Ці колоніальні бджоли сумісно еволюціонували із рослинами так, що декотрі з останніх уже не можуть існувати без джмелів. Рослини, у свою чергу, виробили велику кількість способів приваблення джмелів – це форма, текстура, колір, запах квіток. Сигнали, які подають рослини запилювачам є найрізноманітнішими, до прикладу, колір уже запиленої квітки відрізняється від ще не запиленої, відповідно у першій уже немає нектару, а в другій – є. Це зменшує витрату зусиль запилювачів і підвищує ефективність запилення. Однак, цьогоріч, вчені відкрили ще один спосіб комунікації між джмелями і рослинами – електромагнітні поля…

Про роль електричних полів у запиленні вченим уже було дещо відомо раніше. Наприклад, що запилювачі завжди несуть позитивний статистичний заряд, а рослини – негативний. Ця різниця потенціалів відіграє важливу роль у налипанні пилку на комаху і перенесенні його на короткі відстані, скажімо, до сусідньої квітки, а після запилення квітка “розряджається”. Проте, можливість рослин використовувати електромагнітні поля для інформування запилювачів про наявність нектару у не запиленій квітці стало відомо лише тепер. Дослідницька група з Великої Британії опублікувала статтю у журналі “Наука” (“Science”), у якій розкрила суть механізму електромагнітної взаємодії між запилювачем і рослиною.

Вчені поставили низку експериментів стосовно чутливості Джмеля земляного до електромагнітних полів. Джерело ілюстрації: www.fotocommunity.de

Вчені поставили цікавий експеримент, довівши, що джмелі не лише здатні відчувати електромагнітне поле, що ґенерується рослинами, а й розрізняти його напруженість і запам’ятовувати відповідність між наявністю нектару та напруженістю поля. Оскільки використання живих рослин було спряжено із фізіологічними змінами, які відбувались у запилених квітах, зміною їх потенціалу, а також слідах від запилювача, науковці змонтували штучні електричні квіти (е-квіти) на які подавався струм 30 мВ (мілівольт). Половина е-квітів були під напругою і містили краплини цукрози, а інша – ні, натомість містили краплини розчину сульфату хініну. Ззовні е-квіти не мали жодних відмінностей.

Ідеалізована модель електромагнітних полів 30-сантиметрової рослини з квіткою. Зліва скалярний електричний потенціал; справа потужність електромагнітних полів. Джерело ілюстрації: Clarke and al., 2013

В результаті експерименту виявилось, що джмелі дуже швидко зорієнтувались, які е-квіти містять цукрозу, розпізнаючи їх з точністю 81%. Тобто, ці комахи здатні відчувати напруженість електромагнітного поля і на цій основі формувати умовні рефлекси! У наступному експерименті дослідники розрядили усі е-квіти, внаслідок чого відвідування квітів із цукрозою та без неї стало хаотичним. Тобто, джмелі більше не могли розрізняти, де знаходиться джерело їжі, а де ні…

Ще в одному тесті вчені показали, що джмелі здатні не просто сприймати електромагнітне поле створене рослиною, а й розрізняти його ґеометрію. Ідея про різні ґеометрії полів пов’язана із різноманіттям форм квіток та суцвіть рослин. Зокрема, для цього експерименту було сконструйовано два типи е-квітів: одні мали рівномірний позитивний заряд, а інші – негативний всередині, а позитивний довкола. У перші помістили хінін, а у другі – цукрозу. В результаті, з точністю 70% джмелі обирали е-квіти, де знаходили їжу.

Відмінність у ґеометрії електромагнітного поля квіток: зліва до, а справа після обробітку аерозолем електростатичної пудри. Джерело ілюстрації: Clarke and al., 2013

Одначе, вникає питання: наскільки електромагнітні поля рослин є інформативними для запилювачів у поєднанні разом із іншими сигналами (колір, запах, форма квітки)? Аби дати відповідь на це питання вчені здійснили експеримент, який полягав тому аби запропонувати піддослідним комахам е-квіти з невеликою різницею у відтінку (зелений 120° і 140°) і вмістом цукрози або хініну відповідно, а після вироблення умовного рефлексу, подати на них електричний струм. В ході експерименту виявилось, що для закріплення рефлексу колір-їжа на рівні 80% правильного вибору потребувалось 35 відвідувань, а після підведення струму – лише 24 відвідування.

Підсумовуючи, слід сказати, що дослідження електромагнітних взаємодій у системі рослина-комаха є пілотними. Це сфера, про яку біологічній науці практично нічого невідомо і відкриття у цій канві можуть якщо не докорінно, то принаймні суттєво змінити уявлення про функціонування екосистем, або ж навіть започаткувати новий напрямок чи розділ екології…

Слідкуйте за публікаціями Станіславівського натураліста у соціальних мережах: Facebook Вконтакті та Livejournal

Інші статті за цією темою:

admin Written by:

2 Comments

  1. Вересень 18, 2013
    Reply

    Правильно “сахароза” а не цукроза.

  2. Вересень 19, 2013
    Reply

    Пане Юра, обидва терміни – цукроза і сахароза є правильними і рівноцінно використовуються у біохімії т.д.

Напишіть відгук

Ваша пошт@ не публікуватиметься. Обов’язкові поля позначені *

2 + 6 =