Кіріспе

Құстармен тозаңдану Орнитофилия немесе құстармен тозаңдану - гүлді өсімдіктерді құстармен тозаңдану. Бұл кейде (бірақ әрқашан емес) эволюциялық бірлестік жәндіктердің тозаңдануынан (энтомофилия) туындайды және әлемнің кейбір бөліктерінде, әсіресе тропиктерде, Оңтүстік Африкада және кейбір арал тізбектерінде жақсы дамыған. Бұл байланысқа "пылау синдромын" құрайтын бірнеше ерекше өсімдіктің бейімделуі жатады. Өсімдіктерде әдетте түрлі-түсті, жиі қызыл түсті гүлдер болады, ұзын түтікшелер тәрізді құрылымдар мол нектар ұстайды және ұрық пен стигманың бағыттары тозаңдаушымен байланысты қамтамасыз етеді. Орнитофилияға қатысатын құстар - бұл тілін ұзын, ұзын құйрықты, гүл құрылысына тұншығып отыратын жеңіл немесе ұшып ұшатын құстар.

Өсімдіктердің бейімделуі

Өсімдіктердің орнитофилияға бейімделуін негізінен құстардың тозаң алмасуын тартымды ететін және жеңілдететін, ал басқа топтарды, негізінен жәндіктерді, нектар мен тозаңның "ұрлауынан" қорғайтын түрлерге жіктеуге болады. Құстардың гүлдерінің жұмыртқалары да оларды құстардың қатты құс биязының күшті азық іздеу кезінде зақымданудан қорғайтын бейімделулерге ие. Көптеген өсімдік түрлерінің жалпы бейімделу үлгілерінің бірі - қызыл гүл түсі. Аңтауыш құстар тетрахроматтар болып табылады, ал бір конустың бір түрі ұзын толқын ұзындығы (600 нм-ден төмен) жарықты анықтау үшін арнайы опсинге ие. Сондықтан құстардың қызыл фоторецепторлары бар және қызыл түске сезімтал, ал қызыл гүлдің түсі жасыл жапырақ фонымен қатты қарама-қайшылықта болуы мүмкін. Сондықтан құстардың қызығушылығын арттыратын қызыл түстің пайда болуының басты себебі. Сонымен қатар, Жаңа әлемдегі жалпы құстармен тозаңданатын түрлердің гүлдері Көне әлемдегілерге қарағанда таза қызыл түске ие, олар жиі қысқа толқын ұзындығы аймағында екінші рефлексиялық шыңға ие. Екіншілік шың қызыл түстің фонмен контрасты мен жәндіктерден аулақ болуды азайтады (нектарды ұрлау қаупі жоғары), тозаңдау тиімділігін төмендетеді. Жалпы құстармен тозаңданатын өсімдік түрлерінің гүлдері мамандандырылған құстармен тозаңданатын гүлдерден, мысалы, колибрилер мен күнқұстардан, ұзын корулла түтікшелері жоқ және щетка тәрізді, созылып тұрған тұқымдықтармен ерекшеленеді. Құстармен тозаңданатын гүлдердің көбі қызыл түсті, нектары көп. Олар сондай-ақ иісі жоқ. Жалпыға ортақ тозаңдатқыштармен гүлдер сұйылтылған нектарға ие, бірақ колибри немесе күнқұстар сияқты арнайы тозаңдатқыштармен гүлдер көбірек шоғырланған нектарға ие. Орнитофильді гүлдердің нектарында қант құрамы әр түрлі болады, ал құспен тозаңданатын түрлерде гексоза көп, ал жәндіктермен тозаңданатын түрлерде сахароза көп болады. Алайда, құс қоңырау шалушы гүлдер сахарозаға бай болады. Түрлі өсімдіктер құстардың тозаңдануы үшін арнайы бейімделулерді де дамытты. Loranthaceae тұқымдасына жататын көптеген өсімдіктерде жарылғыш гүлдер бар, олар құстардың құрттарын құртқа құяды. Олар негізінен Дикеидтер тұқымдасына жататын гүлшағалармен байланысты. Австралияда банксияның кейбір түрлерінің гүлдері құстардың әрекетіне жауап ретінде ашылады, осылайша тозаңның ысырап болуын азайтады. Оңтүстік Үндістанның тропикалық құрғақ ормандарында орнитофиль гүлдері негізінен ыстық құрғақ мезгілде гүлдейді. Оңтүстік Америкада өсетін Scrophularaceae тұқымдасына жататын Calceolaria uniflora гүлінің төменгі жағында қантқа бай ерекше ет тәрізді қосымшасы бар. Бұл тұқымдық тұқымдық (Thinocorus rumicivorus) азық болады және бұл процесте құстар гүлдеген гүлдеген гүлдерді басқа гүлдерге жібереді. Бұл гүлге келген кезде, оның құйрығынан құс тұқымы шығады. Геликонияның арнайы жабысқақ жіптері бар, олар құс өскіндерінің құс құсының құйрығы сияқты тегіс құрылымдарға жабысуына көмектеседі. Диса тұқымдасына жататын кейбір африкалық орхидеялардың тозаңдары қонақ күнқұстардың аяғына жабысады. Өсімдіктер нектар мен тозаңның тозаңсыздандырғыш еместерден алынуына қарсы қорғалуы керек. Мұндай жануарлар кейде ресурстарды тозаңдамай-ақ алып тастайтын ұрылар және ресурстарға қол жеткізу үшін гүлге зақым келтіретін тонаушылар ретінде жіктеледі. Ұзын құспен шаңдалатын гүлдер ұрылар үшін әсіресе қауіпті. Мысалы, құс шаңдаушы гүлдердің ұзын түтіктеріне жете алмайтын кейбір аралар мен құстар нектар алу үшін гүлдің түбін тесіп алады, бірақ шаңдаушы болмайды.

Құстардың бейімделуі

Орнитофилияға қатысатын нектармен тамақтанатын құстардың негізгі туыстары - колибрилер (Trochilidae), күнқұстар (Nectariniidae) және бал жегіштер (Meliphagidae). Басқа маңызды құс топтарына Іcteridae, бал құстары (Thraupidae, Carduelinae), ақ көз (Zosteropidae) және Оңтүстік Африкадағы қант құстары (Promeropidae) жатады. Құстар нектарды көкпарда немесе көктейлдерде кездесетін нектармен бірге көтеріліп немесе көтеріліп алады. Колибрилер арасында азық іздеудің екі түрі байқалады: ұзын қашықтықты іздейтін "ермектік" колибрилер мен аумақтық емес ермектер. Нектармен қоректенетін құстардың көбінесе артық суды тез шығаратын механизмі бар. Олар тәулік бойы дене салмағынан 4-5 есе көп сұйықтық ішуі керек. Көбіршіктер азотты қалдықтарды аммиак түрінде шығарады, өйткені олар ылғалдылығы аз азық көздерімен қоректенетін құстарға қарағанда көбірек су жоғалта алады. Құсқұстар мен күнқұстарда ерекше анатомиялық және физиологиялық бейімделулер бар, олар артық суды тез шығаруға мүмкіндік береді. Сонымен қатар, көбелектер түнде бүйрек қызметін тоқтата алады. Кейбір құстарда, мысалы ақ көздерінде, құстардың маңдайдағы өсімдіктерден тозаң жинаған тозаң бұл қауырсынның тозуын арттыра алады, бұл көбірек ауысу мен ауыстыруға әкеледі.

Орнитофилияның эволюциясындағы үлгілер

7000-ға жуық неотропикалық өсімдік түрлері көгершін құстарымен тозаңданады, бұл Солтүстік Америка өсімдіктерінің 129 түрі орнитофилды бірлестіктерді дамытты. Сальвия тұқымдасының 900 түрінің төрттен бірі Орталық және Оңтүстік Америкада тозаңданады, ал кейбіреулері Оңтүстік Африкада кездеседі. Тропикалық Қытай мен оған іргелес Индокитай елдерінде құстармен тозаңданатын гүлдер өте аз, олардың ішінде Rhodoleia championii, Hamamelidaceae туысына жататын, кез-келген жерде нектар іздейтін құстардың жеті түріне дейін, соның ішінде жапондық ақ көз (Zosterops japonicus, Zosteropidae) және бұрандалы құстар (Aethopyga christinae, Nectariniidae) бара алады және тозаңданады. Көбіршіктер энергияны нектарға, орнитофильді гүлдер көбелектерді көбелектерді көбелектерді көбелектерге қажет етеді. Құстар тамақтанып жатқанда, олардың құрттары құрттардың құртқа жабысып, келесі гүлге ұшып, оны тозаңдатып алады. Уақыт өте келе, бір-біріне тәуелділік аппылдану синдромдарының эволюциясына себепші болады. Мысалы, құсқұстардың әртүрлі түрлері, әрине, гүлдердің нектарын ішуге мүмкіндік беретін, әртүрлі пішінді құсқұйрықтары бар. Қысқа құйрықты құстар қысқа жапырақшалы кең гүлдерден су ішеді, ал ұзын құйрықты құстар ұзын, тар гүлшоғыры бар гүлдермен тығыз қарым-қатынаста болады деп санайды. Көп жағдайда ұзын құйрықтылар қысқа және ұзын гүлдерге қол жеткізе алады, бірақ олар бәсекелестікке жол бермеу үшін қысқа гүлдерден аулақ жүреді. Сонымен қатар, қисық құс қанаттары тік гүл шоқтарын жейді, ал тік құс қанаттары қисық гүлдерді жиі кездестірмейді. Құсқойлар тозаңдаған орнитофиль гүлдерінің көбінде тік бағыттағы көбею құрылымы болады. Бұл құстар тамақтанатын кезде қанаттарын жеткілікті түрде шапалақпен қағып, көтеріліп жүруге мүмкіндік береді. Көбіркейлер үлкен және биік гүлдерге баруды жөн көреді, ал көптеген зерттеулер құстардың қызыл немесе қызғылт жапырақтарды басқа түстерге қарағанда жақсы көретінін дәлелдеді. Құспен тозаңдану өсімдіктер үшін қымбат стратегия болып саналады және ол өсімдік үшін ерекше пайда болған жағдайда ғана дамытылады. Құрт-құрттар тозаңдамайтын биік жерлердегі экожүйелер, құрғақ аймақтардағы немесе оқшауланған аралдар орнитофилияның эволюциясына оң ықпал етеді, көбінесе кобингтер немесе күнқұстар сияқты мамандандырылған нектаривер құстар. Жалпы құстармен тозаңданатын өсімдіктер тіпті мамандандырылған нектара жейтін құстар мен араларға қарсы тежеу механизмдерін дамытты, өйткені бұл топтар бір ағаштың ішінде тамақтану аумақтарын құруға бейім және сондықтан көпшілігі өздігінен тозаңданады. Алайда аралдарда жалпы құстар өздігінен тозаңданудан аулақ болу үшін дамыған жоқ, бірақ олар сенімді тозаңданушыға бейімделген, өйткені аралар мен көбелектер тау ормандарында сияқты сирек кездеседі. Күлібар мен гүлдердің күшті коэволюциясы бейімделуші мамандандыру нәтижесіне әкелді, онда күлібар мен гүлдердің маңызды мінез-құлқы үйлесімді болады. Құсқойлар нектарға қатты тәуелді болғандықтан, олардың қоныс аударуы гүл түрлерінің гүлдену уақытымен байланысты болуы мүмкін. Белгілі құс түрлерінің құс қоңырауларының гүлдену фенологиясы күзгі көшіп-қону кезінде және одан кейін тіршілік ету үшін өте маңызды. Мысалы, S. rufus-тың көшіп-қону жолы гүлдердің ерекше түрлерінің гүлденуіне байланысты. S. rufus S. iodantha гүлдерін артық көреді.