Wechsel zwischen Bestäubern sind in der Evolution von Blütenpflanzen häufig und haben zu ihrer Entwicklung beigetragen unglaublicher Erfolg. Damit eine Verschiebung auftritt, muss es eine intraspezifische Variation der Blütenmerkmale geben, die voneinander abweichen, um dem neuen Bestäuber gerecht zu werden. Die reproduktive Isolation, die durch die Verschiebung im Laufe der Zeit eingeführt wurde, bildet die Grundlage für die Speziation. Diese Fälle können subtil und in der Natur schwer zu erkennen und zu untersuchen sein.
In einem neuen Artikel, erschienen in Current Biology, Hauptautor Miguel Castañeda-Zárate und Kollegen untersuchten die südafrikanische Graslandorchidee Satyrium longicauda und die Grundlage seiner Verschiebung von der Mottenbestäubung zur Bienenbestäubung in einer bestimmten Blumenmorphe. Innerhalb eines einzigen Quadratkilometers identifizierten die Autoren sechs unterschiedliche Formen der Pflanze, die sich in den Blütenmerkmalen, einschließlich der Länge der Sporne, in der Anzahl und Position der Blätter und im Lebensraum, unterschieden.
Die Beobachtung zeigte, dass fünf der Formen von nachtaktiven Motten bestäubt wurden, während die sechste anscheinend von der Bienenart bestäubt wurde Rediviva neliana. Während die Motten Nektar sammelten, indem sie ihren Rüssel in den Nektarsporn tauchten und Pollen auf dem Rüssel erhielten, benutzten die Bienen ihre Vorderbeine, um die Blume zu sondieren, und erhielten den Pollen auf ihren Vorderbeinen. Die Autoren bestätigten, dass Bienenbesuche zur Bestäubung geführt hatten, und stellten fest, dass alle sechs Morphen zwischen 79 und 90 % Fruchtansatz hatten.
Bei weiteren Untersuchungen stellten die Forscher fest, dass die Bienen nicht nur Nektar, sondern auch Blütenöl sammelten, das sie mit den Haaren an ihren Vorderbeinen sammelten. Alle sechs floralen Morphen wurden positiv auf das Vorhandensein von Blütenöl getestet, und alle enthielten Diacetin, ein Hinweis für ölsammelnde Bienen, obwohl die Diacetinkonzentration in der von Bienen bestäubten Morphe viel höher war.
„Das Vorhandensein von Spuren von Diacetin in allen Mottenmorphen deutet auf eine mögliche Präadaptation hin, die erklären könnte, warum Bienen anfänglich Blüten besuchten, die für die Mottenbestäubung geeignet waren“, erklärt Castañeda-Zárate. „Damit ein Bestäuberwechsel stattfinden kann, müssen Ahnenblumen, die an den ursprünglichen Mottenbestäuber angepasst sind, irgendwie von dem neuartigen Bestäuber besucht werden. Das Vorhandensein von Ölspuren kann ein Puzzleteil liefern, wie das in unserem Studiensystem passiert ist.“
Ein weiterer Unterschied der bienenbestäubten Form liegt in der Länge und dem Inhalt ihres Sporns. Die bienenbestäubte Form enthielt fast keinen Nektar im Sporn, verbunden mit einer geringen, aber signifikanten Verkürzung des Sporns. Dies deutet darauf hin, dass er unter dem neueren Bestäubungssystem möglicherweise rudimentär ist. Castañeda-Zárate weist darauf hin, dass der Verlust von Spornen in der Blütenentwicklung selten ist. „Das Wachstum von Spornen ist recht häufig, ihr Verlust hingegen ungewöhnlich. Die klassische darwinistische Erklärung für lange Nektarsporne beschreibt einen Prozess der Koevolution mit einem Bestäuber, in dem sich Sporne und Mundwerkzeuge des Bestäubers gemeinsam zu immer längeren Spornen entwickelten“, erklärt er. „Nektarsporne gelten zudem als eine Schlüsselinnovation im Zusammenhang mit der Diversifizierung von Pflanzen.“
Der Vorteil gegenüber dem einzigen Morph, der zur Bienenbestäubung übergegangen ist, könnte eine geringere Konkurrenz für Bestäuber oder eine reproduktive Barriere gegen ungeeignete Hybriden sein, obwohl dies noch gezeigt werden muss. Diese Arbeit hebt einen möglichen evolutionären Weg zur Bienenbestäubung hervor und zeigt die Bedeutung von Voranpassungen und Belohnungschemie als Quellen für Missverhältnisse zwischen Morphologie und Bestäubern.
