Введение
Энтомофилия, или опыление насекомыми, – это форма опыления, при которой пыльца растений, особенно, но не только цветущих, распространяется насекомыми. Цветы, опыляемые насекомыми, как правило, привлекают опылителей яркими цветами, иногда с заметными узорами (в виде нектарных проводников), указывающими на вознаграждение в виде пыльцы и нектара; они также могут обладать привлекательным запахом, который в некоторых случаях имитирует феромоны насекомых. Насекомые-опылители, такие как пчелы, имеют приспособления для выполнения этой роли, например, ротовой аппарат для сбора нектара облизыванием или высасыванием, а у некоторых видов – пыльцевые корзиночки на задних лапах. Это потребовало коэволюции насекомых и цветковых растений в развитии поведения опыления у насекомых и механизмов опыления у цветов, что выгодно обеим группам. Размер и плотность популяции оказывают влияние как на процесс опыления, так и на последующую репродуктивную способность растений.
Entomophily or insect pollination is a form of pollination whereby pollen of plants, especially but not only of flowering plants, is distributed by insects. Flowers pollinated by insects typically advertise themselves with bright colours, sometimes with conspicuous patterns (honey guides) leading to rewards of pollen and nectar; they may also have an attractive scent which in some cases mimics insect pheromones. Insect pollinators such as bees have adaptations for their role, such as lapping or sucking mouthparts to take in nectar, and in some species also pollen baskets on their hind legs. This required the coevolution of insects and flowering plants in the development of pollination behaviour by the insects and pollination mechanisms by the flowers, benefiting both groups. Both the size and the density of a population are known to affect pollination and subsequent reproductive performance.
История
Ранние семенные растения (сперматофиты) в значительной степени зависели от ветра для переноса пыльцы с одного растения на другое. До появления цветковых растений некоторые голосеменные, такие как Беннетталеса, развили цветоподобные структуры, которые, вероятно, опылялись насекомыми. Опыление голосеменных насекомыми, вероятно, возникло в пермский период. Среди возможных опылителей – вымершие группы насекомых с длинным хоботком, включая анеуретопсихид, мезопсихид и псевдополицентроподид, каллиграмматид и парадоксосирины, а также мухи Zhangsolvid. Также к ним относятся некоторые существующие семейства, которые специализировались на голосеменных до перехода к цветковым, такие как мухи Nemestrinidae, Tabanidae и Acroceridae. Живущие цикады находятся во взаимовыгодных отношениях с определенными видами насекомых (обычно жуками), которые их опыляют. Эти взаимоотношения прослеживаются как минимум до позднего мезозоя. Обнаружены окаменелости одемеридных жуков (которые сегодня встречаются исключительно на цветковых растениях) из мелового периода, сохранившиеся вместе с пыльцой цикад, что подтверждает их роль в опылении цикад и сегодня. Цветковые растения (ангиоспермы) впервые появились в раннем меловом периоде. В период радиации ангиосперм, с 125 до 90 миллионов лет назад, они вытеснили многие линии голосеменных и привели к вымиранию многих их опылителей, в то время как некоторые перешли к опылению цветковых, а новые семейства сформировали ассоциации опыления с цветковыми растениями.
Потребности растения
Опыление ветром и водой требует производства огромного количества пыльцы из-за случайного характера ее распространения. Если растения не должны зависеть от ветра или воды (для водных видов), им необходимы опылители для переноса пыльцы с одного растения на другое. Особенно важно, чтобы опылители последовательно выбирали цветы одного и того же вида, поэтому растения выработали различные приманки, чтобы стимулировать специфических опылителей сохранять верность одному виду. Основными привлекательными факторами являются нектар, пыльца, ароматы и масла. Идеальное опыляющее насекомое покрыто волосками (чтобы пыльца прилипала к нему) и тратит время на исследование цветка, соприкасаясь с репродуктивными структурами. С другой стороны, некоторые растения являются генералистами, опыляемыми насекомыми из нескольких отрядов. Энтомофильные виды растений часто развили механизмы, чтобы стать более привлекательными для насекомых, например, ярко окрашенные или ароматные цветы, нектар или привлекательные формы и узоры. Пыльцевые зерна энтомофильных растений, как правило, крупнее, чем мелкая пыльца анемофильных (опыляемых ветром) растений, которую необходимо производить в гораздо больших количествах, поскольку значительная ее часть расходуется впустую. Это энергетически затратно, но, в отличие от этого, энтомофильным растениям приходится нести энергетические затраты на производство нектара. Соцветия, опыляемые жуками, как правило, плоские, с открытыми венчиками или небольшими цветками, собранными в головку с множеством выступающих пыльников, легко высвобождающих пыльцу. Неспециализированные мухи с коротким хоботком посещают примитивные цветы с легкодоступным нектаром. Более специализированные мухи, такие как журчалки и слепни, могут посещать более развитые цветки, но их цель – питание, а перенос пыльцы с одного цветка на другой происходит случайно. Небольшой размер многих мух часто компенсируется их численностью, однако они являются ненадежными опылителями, поскольку могут переносить несовместимую пыльцу, а недостаток подходящих мест обитания может ограничивать их активность. Некоторые орхидеи рода Pterostylis опыляются комарами-галками, уникальными для каждого вида. Взаимная специализация делает опылителей сильно зависимыми от разнообразия цветковых растений. Следовательно, потеря растительного разнообразия, например, из-за увеличения площади сельскохозяйственных угодий, может быть связана с вымиранием опылителей. Уменьшение численности одной из сторон этого симбиоза, по какой бы причине, может быть катастрофическим для другой. Некоторые пчелы – воры нектара, которые прогрызают венчик, чтобы добраться до нектария, минуя репродуктивные структуры. Фиги рода Ficus находятся во взаимовыгодных отношениях с определенными крошечными осами-агонидами. У обыкновенной смоковницы соцветие представляет собой сиконий, образованный увеличенным, мясистым, полым цветоложем с множеством завязей на внутренней поверхности. Самка осы проникает через узкое отверстие, оплодотворяет пестичные цветки и откладывает яйца в некоторые завязи, в которых развивающиеся личинки образуют галлы. Со временем внутри сикония развиваются тычиночные цветки. Безкрылые самцы осы вылупляются и спариваются с самками в галлах, прежде чем прогрызают себе путь из развивающегося плода. Окрыленные самки, покрытые пыльцой, следуют за ними, улетая на поиски других восприимчивых сикониев на подходящей стадии развития. У большинства видов фигов есть свои уникальные виды сожительствующих ос.
Этимология
Слово искусственно образовано от греческих: εντομο, entomo — «разрезанный на части, членистый», отсюда — «насекомое»; и φίλη, phile — «любимый».
Таксономический диапазон
Опыление ветром – это стратегия размножения, используемая злаками, осоками, рогозом и растениями, имеющими колосья. Большинство других цветковых растений опыляются насекомыми (или птицами, или летучими мышами), что, по-видимому, является первобытным состоянием, и некоторые растения вторично приобрели опыление ветром. У некоторых растений, опыляемых ветром, имеются рудиментарные нектарники, а другие растения, такие как обыкновенная вересковая, которые регулярно опыляются насекомыми, производят облака пыльцы, и некоторое опыление ветром неизбежно. В основном опыляемый ветром, подорожник седой также посещается насекомыми, которые его опыляют. В целом, эффектные, красочные и ароматные цветы, такие как подсолнечник, орхидеи и буддлея, опыляются насекомыми. Единственными энтомофильными растениями, не являющимися семенными, являются навозные мхи семейства Splachnaceae.