3D-принтер помог разгадать тайну орхидеи-дракулы
Введённые в заблуждение насекомые затем переносят пыльцу с одного цветка на другой, непреднамеренно помогая воспроизводству орхидей. Теперь, с помощью 3D-печатных моделей, исследователи показали, как одна из таких орхидей приманивает грибоядных мух, имитируя внешний вид и запах их любимых грибов.
В мире цветов можно встретить ошеломляющее разнообразие цветов, форм и запахов. Чтобы выяснить, какой из аспектов приманивает опылителей, учёные используют настраиваемые искусственные цветы: им можно добавлять, например, различные запахи. Манипулируя ароматами, исследователи могут понять, на какой из них реагируют опылители. Такие поддельные цветы, как правило, изготавливаются из простых материалов – плотной бумаги, ватных шариков, хлопковых каркасов. Экологи утверждают, что сырьё для таких моделей можно купить за копейки.
Однако чтобы изучить механизм мимикрии сложного цветка орхидеи-дракулы (Dracula lafleuri), требовалось нечто более реалистичное и сложное. Эти орхидеи, имеющие один лепесток, принимают форму грибов, чтобы привлекать мух, которые собираются вокруг и иногда даже гнездятся на грибах рода мицена.
Плотную бумагу во влажных лесах Эквадора использовать бесполезно: она намокает и распадается. Поэтому эколог Тобиас Полика (Tobias Policha) из Орегонского университета и его коллеги работали совместно с художником для разработки искусственных моделей дракул. После долгого процесса разработки, 3D-сканирования и цифровой обработки исследователи создали 3D-печатные гипсовые формы, с помощью которых затем были изготовлены силиконовые орхидеи с цветными узорами, причём искусственные цветы были такими же гибкими, как и настоящие.
Команда расположила искусственные цветы рядом с настоящими дракулами. Затем учёные выборочно меняли несколько характеристик – узор, цвет, запах, а также изготовили "цветок-франкенштейн" из искусственных и настоящих частей. Экологи провели наблюдения, чтобы выявить, какие цветы пользовались наибольшим вниманием мух.
Как оказалось, для успеха орхидее нужен правильный запах и внешний вид. Искусственные цветы, даже те, что больше всего походили на оригинал, но не имевшие нужного запаха, всё равно оказались для мух менее привлекательными, чем живые дракулы. Иногда насекомые даже подлетали поближе, но разворачивались в последнюю секунду.
Губа (или лабеллум) орхидеи, похожая по виду на гриб, – главная часть "маскировочного костюма" цветка. Настоящий цветок но с поддельным лабеллумом привлекает мух не лучше, чем полностью силиконовые орхидеи. А "грибной" запах орхидеи содержит те же летучие вещества, что можно найти в 80% грибов, растущих поблизости.
Также важен эффектный бело-бордовый чашелистник – как оказалось, мухи подлетают лишь к пятнистым орхидеям. Возможно, насекомые воспринимают бордовые точки, как своих сородичей, поэтому начинают считать эти растения наиболее привлекательными, сделали вывод исследователи.
Учёные полагают, что 3D-печатные модели цветов могут быть полезны в массе других исследований в дальнейшем.
Научная статья о необычном исследовании была опубликована изданием New Phytologist.