แมลงผสมเกสรของนกฮัมมิงเบิร์ด Shutterstock / Ondrej Prosicky
ดอกไม้ของพืชที่ผสมเกสรโดยสัตว์ต่าง ๆ แสดงถึงความแตกต่างของสี กลิ่น และรูปร่างที่น่าอัศจรรย์ใจที่สุด แต่ความหลากหลายที่โดดเด่นนี้มีวิวัฒนาการมาอย่างไร?
เรื่องราวส่วนใหญ่คือการปรับตัวให้เข้ากับสัตว์ที่พวกเขาพึ่งพาเพื่อการสืบพันธุ์ เชื่อกันว่าลักษณะของดอกไม้หลายอย่างเป็นการดัดแปลงเพื่อดึงดูดและ "พอดี" เรณูของพวกมันเพื่อการถ่ายโอนละอองเรณูที่ดีที่สุด
เพื่อทำความเข้าใจว่าวิวัฒนาการของลักษณะเฉพาะของดอกไม้เหล่านี้เมื่อใดและอย่างไร นักชีววิทยามักจะต้องพึ่งพาการสร้างอดีตขึ้นมาใหม่ โดยอนุมานเงื่อนไขที่นำไปสู่การเปลี่ยนแปลงทางวิวัฒนาการ แต่ทางเลือกที่น่าสนใจคือการใช้การเปลี่ยนแปลงล่าสุด
เมื่อผมและเพื่อนร่วมงานดูอย่างละเอียด ในการศึกษาใหม่เราพบว่าดอกไม้ฟอกซ์โกลฟที่ดัดแปลงพันธุกรรม ซึ่งนำเข้ามาในอเมริกาเมื่อประมาณ 200 ปีที่แล้ว เปลี่ยนไปเมื่อเทียบกับดอกไม้พื้นเมืองในยุโรป การเปลี่ยนแปลงนี้สอดคล้องกับการเพิ่มนกฮัมมิ่งเบิร์ดเป็นแมลงผสมเกสร ในเวลาน้อยกว่า 85 รุ่นนับตั้งแต่มีการแนะนำ
Foxgloves คุ้นเคย และดอกไม้ป่าอันเป็นที่รักในถิ่นกำเนิดของพวกมัน แต่เดิมมีเฉพาะในยุโรปเท่านั้น ในช่วงศตวรรษที่ 19 พวกเขาได้รับการแนะนำให้รู้จักกับหลายพื้นที่ของโลก ซึ่งเป็นไปได้มากที่สุดโดยชาวสวนชาวอังกฤษที่กระตือรือร้น
ด้วยการเคลื่อนย้ายพืชไปทั่วโลก มนุษย์เราจึงเริ่มการทดลองข้ามทวีปโดยไม่ได้ตั้งใจ ทดสอบบทบาทสำคัญของแมลงผสมเกสรในความสำเร็จในการสืบพันธุ์ของพืชและวิวัฒนาการของดอกไม้ เมื่อพืชถูกนำมาใช้ในพื้นที่ใหม่และขยายพันธุ์พืช พวกเขามักจะเผชิญกับสภาพแวดล้อมใหม่ที่ไม่มีการผสมเกสร
ในกรณีอื่นๆ เช่น สุนัขจิ้งจอกทั่วไป หรือ Digitalis purpureaสามารถเพิ่มการผสมเกสรใหม่ได้ ในกรณีนี้ นกฮัมมิ่งเบิร์ด ซึ่งเป็นกลุ่มผสมเกสรกลุ่มใหม่ทั้งหมด ถูกเพิ่มลงในรายการผู้มาเยี่ยมดอกไม้ในส่วนของช่วงขยายพันธุ์ใหม่
ในยุโรป ฟ็อกซ์โกลฟผสมเกสรโดยบัมเบิลบีที่มีลิ้นยาวเท่านั้น ซึ่งเป็นแมลงชนิดเดียวที่สามารถได้รับน้ำหวานจากหลอดดอกไม้ได้ แต่เมื่อสุนัขจิ้งจอกกลายเป็นสัญชาติในอเมริกา นกฮัมมิ่งเบิร์ดก็เข้ามาในภาพ
ถุงมือจิ้งจอกที่ไม่เป็นมิตร
ในประเทศบ้านเกิด Foxgloves มีกลยุทธ์มากมายที่ทำให้พวกเขาเชี่ยวชาญในการผสมเกสรของผึ้ง แม้ว่าดอกไม้จะดูเข้าถึงได้สำหรับผู้มาเยือน แต่แมลงขนาดเล็กและแม้แต่แมลงภู่ปากสั้นก็ไม่สามารถเข้าถึงน้ำหวานได้ มันถูกซ่อนไว้โดยท่อที่เรียกว่ากลีบดอก ซึ่งจะบีบตัวไปทางน้ำหวานที่ฐานมากขึ้นเรื่อยๆ
ดอกไม้ยังมีชุดของขนยาวที่ทำหน้าที่เป็นเกราะป้องกันสำหรับผึ้งตัวเล็กและแมลงวันเมื่อพยายามเดินเข้าไปในดอกไม้ เพราะพวกเขาเข้าไปพัวพันและยอมแพ้
อย่างไรก็ตาม ลักษณะเฉพาะของดอกไม้เหล่านี้ไม่ได้ป้องกันนกฮัมมิงเบิร์ดไม่ให้มาเยือน Foxgloves นั้นสมบูรณ์แบบในหลาย ๆ ด้าน สำหรับการผสมเกสรของนกฮัมมิงเบิร์ด. ดอกไม้แต่ละดอกผลิตน้ำหวานในปริมาณมาก และโดยการปลูกในพื้นที่ขนาดใหญ่ ดอกไม้เหล่านี้มีอุปทานที่นกฮัมมิงเบิร์ดต้องการเพื่อรองรับความต้องการที่กระฉับกระเฉง
ภมรปากยาวสามารถเข้าถึงน้ำหวานที่อยู่ลึกเข้าไปในจิ้งจอกได้ Shutterstock/เอียน ไดบอลล์
วิวัฒนาการของ Foxglove
สำหรับการศึกษาของเรา เราเน้นไปที่ประชากรสุนัขจิ้งจอกในโคลอมเบีย คอสตาริกา และประชากรพื้นเมืองในสหราชอาณาจักร ในเขตเขตร้อน ประชากรถูกจำกัดไว้ที่ระดับความสูงมากกว่า 2,200 เมตร (7,200 ฟุต) ซึ่งอากาศเย็นและชื้นตลอดทั้งปี บัมเบิลบีเป็นผู้มาเยี่ยมดอกไม้บ่อยที่สุด แต่นกฮัมมิ่งเบิร์ดสามารถเข้าชมได้ถึง 27% เราทดสอบว่านกฮัมมิ่งเบิร์ดเป็นแมลงผสมเกสรที่มีประสิทธิภาพของฟ็อกซ์โกลฟหรือไม่ และพบว่าพวกมันมีประสิทธิภาพมากกว่าผึ้งในการถ่ายละอองเรณูไปยังดอกไม้
จากการศึกษาดอกไม้ เราพบว่าท่อที่สะสมน้ำหวานอยู่ในขณะนี้มีขนาดใหญ่กว่ามากในประชากรที่มีนกฮัมมิงเบิร์ด เมื่อเทียบกับประชากรพื้นเมืองของสหราชอาณาจักร เรายังพบว่าพืชที่มีดอกที่มีหลอดขนาดใหญ่กว่าจะประสบความสำเร็จในการสืบพันธุ์มากขึ้นในกลุ่มประชากรที่แปลงสัญชาติทั้งหมดที่เราดู ซึ่งบ่งชี้ว่าดอกไม้ที่ยาวกว่านั้นได้รับการคัดเลือกจากการคัดเลือกโดยธรรมชาติ
สิ่งนี้สอดคล้องกันในประชากรโคลอมเบียและคอสตาริกา - ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญเนื่องจากเป็นตัวแทนของการแนะนำ Foxgloves อิสระสองครั้งจากยุโรปในช่วงทศวรรษ 1850 เรามีหลักฐานเบื้องต้นจากเครื่องหมายระดับโมเลกุลที่ระบุว่าสุนัขจิ้งจอกในสองประเทศมีความแตกต่างทางพันธุกรรม อเมริกาใต้และอเมริกากลางถูกแยกจากกันด้วยป่าฝนที่ราบลุ่มที่ลุ่มหนาแน่น ซึ่งจิ้งจอกไม่สามารถเข้าถึงได้ ดังนั้นจึงไม่น่าเป็นไปได้อย่างยิ่งที่พืชจะสามารถตั้งอาณานิคมจากภูมิภาคหนึ่งจากอีกภูมิภาคหนึ่งได้
ความจริงที่ว่าเราเห็นการเปลี่ยนแปลงของดอกไม้และทิศทางของการเลือกในทั้งสองภูมิภาคหลังจากการเพิ่มนกฮัมมิ่งเบิร์ดเป็นหลักฐานที่ชัดเจนว่าเรากำลังเห็นการปรับตัวอย่างรวดเร็วให้เข้ากับสภาพแวดล้อมใหม่ของการผสมเกสร ในการศึกษาครั้งต่อไปของเรา เราหวังว่าจะยืนยันว่าการคัดเลือกที่เราเห็นนั้นกำหนดโดยนกฮัมมิ่งเบิร์ดจริงๆ
กรณีของสุนัขจิ้งจอกแนะนำว่าในบางกรณี พืชอาจมีความยืดหยุ่นต่อการเปลี่ยนแปลงของการผสมเกสร หากให้เวลาเพียงพอในโลกที่ทั้งพืชและสัตว์ถูกบังคับให้เคลื่อนที่ ขยาย หรือถอยหนี อย่างไรก็ตาม ในหลายกรณี พืชสูญเสียการถ่ายละอองเรณูแทนที่จะได้รับใหม่ การศึกษาทุกกรณีช่วยให้เราเข้าใจวิวัฒนาการของพืชได้ดีขึ้น
เกี่ยวกับผู้เขียน
มาเรีย คลารา คาสเทลลาโนส, อาจารย์ด้านวิวัฒนาการ พฤติกรรมและสิ่งแวดล้อม มหาวิทยาลัยซัสเซ็กซ์
ไอเอ็นจี
บทความนี้ตีพิมพ์ซ้ำจาก สนทนา ภายใต้ใบอนุญาตครีเอทีฟคอมมอนส์ อ่าน บทความต้นฉบับ.
