Союз цветов и пчёл

Американские математики смогли объяснить, почему пчелы выбирают цветы с более сладким нектаром, а бабочки — с менее сладким. Результаты исследований были опубликованы в журнале PNAS.

Когда речь идет о нектаре, наиболее важным фактором является, как насекомое осуществляет процесс питания — погружая язык в жидкость или с помощью хоботка. Более сладкий нектар является более вязкой жидкостью. Способ питания пчел наиболее подходит для питания более вязким нектаром.

Создавая математические модели, которые принимали во внимание плотность, вязкость, изменения нектара с увеличением концентрации сахара, исследователи смогли подтвердить идею совместной эволюции растений и насекомых. По мнению ученых, в прошлом цветы, которые опыляли пчелы имели более сладкий нектар, чем те, которые опыляли бабочки.

Бабочки и мотыльки пьют нектар, используя узкий хоботок, тогда как у большинство пчел есть язык, который они могут окунуть в нектар. Для пчел и бабочек существует постоянная угроза быть съеденными во время питания, поэтому они должны использовать наиболее эффективный способ пить нектар. В то же время более сладкий нектар будет содержать большее количество калорий, но он будет более вязким и его будет труднее транспортировать. Поэтому насекомые ищут цветок, который будет содержать оптимальную концентрацию сахара, будет удобен для транспортировки и который будет не слишком тяжело извлекаться.

С помощью математической модели и лабораторных наблюдений было установлено, что идеальная концентрация сахара в нектаре для пчел составляет 50-60%, а для бабочек около 30-40%. В естественных условиях пчелы выбирали нектар с содержанием сахара около 35%, а бабочки — 20-25%. Хотя картина та же, в дикой природе концентрация сахара значительно меньше, чем в математической модели. По мнению ученых это может быть связано с тем, что растения стараются держать своих опылителей голодными, чтобы те добросовестно выполняли свою работу.

По словам профессора Джона Буша (John Bush) из Массачусетского технологического института (MIT), США, биологические системы оптимизированы, хотя для стороннего наблюдателя это не всегда очевидно. Посещение определенных растений определенными насекомыми повышает вероятность того, что пыльца будет передана между растениями одного и того же вида, что повышает шансы на воспроизводство.

Кроме того, помимо концентрации сахара в нектаре, некоторые особенности цветка расчитаны на определенных насекомых. Например, считается, что узоры на лепестках, которые видны только в ультрафиолетовом свете, расчитаны на привлечение пчел, чьи глаза особенно чувствительны к синим и ультрафиолетовым волнам спектра.

Это исследование, проведенное инженерами и математиками, является частью более широкого проекта по использованию питьевой воды в природе. Профессор Буш назвал замечательной особенность жука в пустыне Намиб. Несмотря на отсутствие дождей в пустыне, жук извлекает воду для питья из утренних туманов. Для этого у него на спине есть специальные наросты и углубления. Когда влага оседает на теле жука, капли стекают вниз — в рот жука.

Напомним, что окаменелые останки пчел были обнаружены в США. По оценкам ученых возраст этих пчел составляет около 14 млн лет.

Похожие статьи: