Орхидеи провоцируют секс на стороне

Желание разнообразить свою сексуальную жизнь, приправив её экзотическим партнёром, свойственно не только людям. Самцы некоторых видов пчёл не в состоянии устоять перед обаянием самки, не похожей на тех, что обычно их окружают. Орхидеи, опыление которых зависит исключительно от того, смогут ли они заманить на цветок самца, беззастенчиво пользуются этой слабостью.

Явление мимикрии в живой природе не ограничивается одними лишь отношениями хищник-жертва, в которых первые стремятся не выдать своё присутствие, привлекая при этом вторых, а последние стараются не попасться на глаза первым, а уже если попасться – то в самом ужасающем виде. Часто растения имитируют самок насекомых, чтобы привлечь к опылению самцов, рыщущих по свету в поисках возможности для размножения.

Одними из самых преуспевших в этом искусстве растений по праву считаются орхидеи, некоторые из которых овладели искусством обмана столь виртуозно, что вынуждают самцов австралийских наездников к попыткам оплодотворить их. Строение цветка орхидей рода офрис, которые научились до удивления близко походить на различных насекомых – пчёл, шмелей и других перепончатокрылых, завораживало и Карла Линнея, и Чарльза Дарвина, а коллега последнего и, по мнению самого Дарвина, почти соавтор «Происхождения видов», Альфред Рассел Уоллес посвятил немало времени исследованию этого вида мимикрии.

Однако дело не только во внешнем сходстве «ресничных» орхидей, которые в России в дикой природе встречаются исключительно на Кавказе, с пчёлами. Орхидеи также синтезируют пчелиные феромоны – особые вещества, сигнализирующие насекомым о готовности, в данном случае самок, к продолжению рода. Состав псевдоферомонов, выделяемых кутикулами орхидей, был проанализирован в последние годы, и оказалось, что в него входят те же вещества, что и в настоящие пчелиные феромоны.

Более подробные исследования показали, что состав и феромонов, и имитирующих их веществ сильно отличается от популяции к популяции даже в пределах одного вида. И естественно предположить, что орхидеи максимально точно копируют запахи самок, с которыми самцы могут спариться в той или иной местности. Тем самым они увеличат шансы, что пчёлы обманутся и будут привлечены к опылению цветков.

С целью проверить это очевидное утверждение Флориан Шистл и Николас Вереккен из Цюрихского университета и Свободного университета Брюсселя сосредоточили своё внимание на одном виде пчёл, Colletes cunicularius, и обманывающей их орхидее Ophys exaltata. Работа учёных опубликована в Proceedings of the National Academy of Sciences.

Примитивные пчёлы Colletes cunicularius, в отличие от своих куда более совершенных в социальном плане медоносных собратьев и даже некоторых родственников по семейству коллетид, ведут одиночный образ жизни. Самки всю свою жизнь роют в земле небольшие гнёзда, в отдельных «комнатках» которых откладывают по одному яйцу и некоторый запас пищи; характерные холмики земли, которые насыпают эти пчёлы у входа в нору, знакомы большинству из нас. Закончив с одним гнездом, самка отправляется к следующему, и новые пчёлы появляются на свет уже без помощи матери. Самцы же находятся «в свободном полёте», проводя жизнь в поисках самки, которую могут оплодотворить.

Феромоны, выделяемые самками C. cunilarius, представляют собой смесь из трёх основных компонентов – (Z)-7-генэйкозена, (Z)-7-трикозена, (Z)-7-пентакозена и небольшого количества примесей. Те же основные вещества входят и в состав псевдоферомонов, выделяемых цветками.

Учёные сравнили общее количество и относительный состав веществ, выделяемых как насекомыми, так и растениями, среди 15 популяций, обитающих в различных регионах Западной Европы. Общее количество выделяемых феромонов сильно – в несколько раз – менялось от одного региона к другому. При этом, как и ожидалось, орхидеи не сильно отставали от пчёл – там, где последние выделяли больше сигнальных веществ, больше их приходилось выделять и цветам; там, где пчёлы обходились меньшим количеством, менее продуктивными были и орхидеи.

Однако, вопреки «естественному» предположению, во всех 15 популяциях относительный состав феромонов пчёл сильно отличался от состава имитирующих их выделений орхидей.

Например, во Франции настоящий феромон состоял в основном из (Z)-7-генэйкозена, с небольшой примесью (Z)-7-трикозена и совсем уж ничтожным количеством пентакозена. В «псевдоферомонах» трикозена и генэйкозена было почти поровну, не сильно отставал от них и пентакозен. Подобные несоответствия между выделениями насекомых и делящих с ними территорию растений наблюдались и в других регионах.

Как выяснилось при дальнейших опытах, суррогат во всех регионах был для пчёл даже привлекательнее, чем оригинальное вещество. При этом цветки, выросшие где-нибудь во Франции, оказываются привлекательнее не только для французских земляных пчёл, но и для самцов, обычно живущих в Италии. Дабы удостовериться, что дело именно в феромонах, учёные даже наносили искусственно синтезированные смеси из трёх компонентов на брюшка родных самок. И – о, чудо! – аромат чужих духов привлекал самцов к «родным» самкам куда сильнее, чем знакомые издавна запахи.

У учёных есть разумное объяснение стремления самцов пчёл к эротической экзотике.

Они полагают, что причина его – естественное стремление избежать кровосмешения.

Colletes cunicularis нельзя отнести к любителям путешествовать – большую часть жизни они проводят недалеко от места, где родились, а семейства этих насекомых, благодаря земному образу жизни, имеют более или менее чёткие границы. Из-за этого у всякого самца велика вероятность спариться с родной сестрой, притом сестра эта будет двойняшкой: в отличие от медоносных пчёл и многих видов ос, живущих колониями, одиночные C. cunicularis рождают самцов из оплодотворённых яиц, а не партеногенезом. А оплодотворение земляной пчелы, как предполагают учёные, происходит один раз в жизни. После этого она лишь раскладывает оплодотворённые однажды яйца по новым и новым «комнаткам» новых и новых гнёзд.

В этом случае кажется вполне естественным, что самцы этой пчелы предпочитают спариваться «на стороне» всякий раз, когда появляется такая возможность. Это пример «возникающего» коллективного поведения, широко распространённого среди социальных животных, отмечают авторы работы. Орхидеи же просто потакают естественным устремлениям самцов пчёл, предполагают они.

Остаётся один простой вопрос: почему бы и пчелиным самкам не поступать подобным образом, «наряжаясь» самыми разнообразными феромонами в пределах каждой популяции?

На него Шистл и Вереккен дают простой ответ: самкам это просто не нужно. В популяциях C. cunicularis самцов всегда несколько больше, чем самок, а главное, они полигиничны – могут оплодотворить столько самок, со сколькими им повезёт. В итоге, в отличие от орхидей, борющихся друг с другом за внимание самца пчелы, самки не находятся под давлением естественного отбора: это самцы ищут неоплодотворённых самок, а не наоборот. Потому у них и нет стимула, побуждающего к разнообразию.

Пока работа учёных – лишь гипотеза, подтвердить которую способны только дальнейшие эксперименты. В частности, можно изучить степень разнообразия пчелиных духов в зависимости от количества готовых к оплодотворению самцов – модель европейских биологов предсказывает, что ароматический спектр пчелиного населения будет выше там, где самцов меньше.

Пока биологи занимаются такой проверкой, возможно, кому-то удастся найти и другое объяснение непохожести ароматов орхидей и имитируемых ими пчёл. Если помните, именно этот вопрос привёл к рассуждениям о кровосмешении и естественном отборе.