У другій половині XIX століття в книзі про комахоїдні рослини Чарльз Дарвін припустив, що деякі ломикамені з липкими залозистими волосками можуть проявляти хижі властивості — ловити й перетравлювати комах. Але тоді вченому не вдалося експериментально підтвердити свою здогадку. Тепер це зробила міжнародна команда ботаніків.
Англійський біолог-еволюціоніст Чарльз Дарвін почав цікавитися комахоїдними рослинами ще в 1860-х роках. У результаті свого захоплення він написав книгу Insectivorous Plants, яка вийшла у 1875 році та стала одним із перших докладних досліджень механізмів захоплення і перетравлення здобичі у рослин.
Увагу вченого привернули деякі представники роду ломикамінь (Saxifraga), які мають залозисті волоски, що виділяють липку речовину та утримують дрібних комах. Тоді Дарвін припустив, що ломикамені насправді проявляють хижі властивості: здатні не лише утримувати жертву, а й використовувати її як джерело поживних речовин. Однак підтвердити гіпотезу йому не вдалося.
Щоб рослину визнали хижою, вона повинна мати одразу кілька ознак: приваблювати здобич, захоплювати її, розщеплювати органічні речовини та отримувати з них поживні елементи. Найвідоміший приклад такої поведінки — венерина мухоловка (Dionaea muscipula), яка ловить жертв за допомогою видозмінених листків, що утворюють пастку, яка змикається.
Рід ломикамінь налічує приблизно 450 видів, що ростуть у Північній півкулі, особливо в арктичних і гірських районах. Деякі представники трапляються і в Південній Америці, зокрема в Андах.
Раніше дослідники виявили у деяких видів ломикаменю ознаки хижості, що змусило ботаніків знову повернутися до припущення Дарвіна та остаточно його перевірити.
Міжнародна група ботаніків під керівництвом Ханя Суня (Hang Sun) з Куньмінського ботанічного інституту Китайської академії наук дослідила вид Saxifraga candelabrum, який зростає на висоті приблизно 2500–3300 метрів над рівнем моря на території Цинхай-Тибетського нагір’я, включно з районами Тибетського автономного району, а також у горах південно-західного Китаю. Представники цього виду ростуть на бідних поживними речовинами кам’янистих ділянках і відрізняються від тих ломикаменів, які вивчав Дарвін.
Рекомендації щодо вибору насіння для органічного землеробства
Сунь і його колеги застосували кілька наукових методів. Серед них — польові спостереження за рослиною, аналіз речовин, що приваблюють комах, травних ферментів і переміщення поживних речовин усередині рослини, а також вивчення залозистих волосків під мікроскопом.
По-перше, Saxifraga candelabrum приваблює здобич, виділяючи леткі речовини, які можуть приваблювати дрібних комах. Тобто комахи опиняються на поверхні рослини не випадково — вона активно взаємодіє з потенційною здобиччю.
По-друге, рослина ловить комах. Під час спостережень ботаніки помітили, що липкі залозисті волоски утримують дрібних істот, переважно невеликих комарів. Більші комахи-запилювачі не потрапляли в пастку — вони звільнялися від липких волосків і відлітали. Завдяки цьому рослина отримує поживні речовини, але зберігає можливість розмноження.
Десат ЗЗР — високоефективний гербіцид для контролю бур’янів у посівах зернових та технічних культур
По-третє, Saxifraga candelabrum перетравлює здобич. На її поверхні вчені виявили активність травних ферментів. Багато рослин можуть випадково утримувати комах, але справжніми хижаками вважаються лише ті, що здатні розщеплювати здобич і використовувати її компоненти.
Нарешті, Saxifraga candelabrum отримує поживні речовини з комах. Цього висновку команда Суня дійшла після експерименту: ботаніки вирощували плодових мушок на їжі з підвищеним вмістом стабільного ізотопу азоту, а потім розміщували їх на рослині та відстежували переміщення цього елемента. Виявилося, що азот із комах потрапляв у тканини рослини. Це стало прямим доказом того, що вона справді живиться здобиччю, а не просто механічно утримує комах.
Як виростити екзотичний сад: вибираємо морозостійкі саджанці ківі
Додатковий аналіз геному зміцнив висновки дослідників. У ломикаменю виявили гени, подібні до тих, що беруть участь у механізмах хижацтва у відомих комахоїдних рослин, таких як росянка (Drosera). Багато з них пов’язані з перетравленням здобичі та засвоєнням поживних речовин.
Нові дані підтвердили, що Saxifraga candelabrum належить до справжніх хижих рослин. Відкриття розширило список відомих хижих представників рослинного світу та показало, що такі особливості могли виникати у різних груп рослин незалежно одна від одної.
Автори дослідження вважають, що їхні висновки можуть змінити погляд і на інші види ломикаменю. Багато представників цього роду мають подібні волоски і, ймовірно, володіють прихованими здібностями до полювання на комах.
