Für viele Pflanzen spielen Blumen eine wichtige Rolle bei der Fortpflanzung. Die natürliche Selektion schärft sie im Wettbewerb mit anderen Pflanzen, um am effizientesten bestäubt zu werden. Pflanzen mit ähnlichen Bestäubern haben ähnliche Probleme zu lösen und entwickeln daher ähnliche Lösungen. Sie würden also erwarten, dass Pflanzen, die von Vögeln oder insbesondere von Kolibris bestäubt werden, gemeinsame Merkmale aufweisen würden. Pflanzen, die Kolibris anlocken wollen, werden dies also oft tun haben rote Blüten. Sie produzieren größere Mengen verdünnter Nektarund lange röhrenförmige Blüten die Vögel mit ihren langen Schnäbeln und Zungen heranzuziehen. Sie haben auch flexible Stiele, die ein Rätsel sind.
Ein Stiel ist der kurze Stiel, der die Blume vom Rest der Pflanze fernhält. Wenn es starr wäre, würde es die Blume hochhalten. Aber bei Akeleien ist der Stiel flexibel, so dass er nach unten hängt. Diese Eigenschaft hat sich nicht nur einmal, sondern viele Male in Pflanzen entwickelt, die Kolibris als Bestäuber anziehen. Das ist seltsam, weil die Kolibris das nicht mögen. Dr. Eric LoPresti sagte, er habe dies bei der Arbeit an einem anderen Projekt bemerkt. „Ich habe weitergearbeitet eine wechselseitige Beziehung zwischen Akelei eximia und mehrere Raubwanzen Im Rahmen meiner Dissertation verbrachte ich über mehrere Feldsaisons hinweg sehr viel Zeit in Beständen dieser Akelei, und aufgrund dieser Zeit konnte ich zahlreiche Beobachtungen von Tieren machen, die mit den Akeleien interagierten.“
„Während ich in Akeleibeeten saß und tagelang hauptsächlich tote Insekten zählte, schwirrten Kolibris herum, fütterten und jagten sich gegenseitig aus der Beete. Sie waren normalerweise ziemlich verblüfft, dass ich in der Nähe war, und ich konnte sie oft aus nächster Nähe beobachten, während sie Nektar sammelten. Ich bemerkte, dass sie dieses sehr beständige Verhalten zeigten, wenn sie die Blume während des Fütterns hochhebelten.“
Dieses Verhalten liegt daran Es verbraucht mehr Energie, um von unten zu füttern, wenn sie also fressen, heben sie die Blumen mit ihren Schnäbeln hoch. Sie ziehen es vor, horizontale Blumen zu besuchen, wenn sie die Wahl habenWarum also haben sich die Akeleiblüten nicht so entwickelt, dass sie eine bessere Nahrungsquelle bieten?
LoPresti vermutete, dass die Blüten durch ihre ungewöhnliche Form einen Vorteil erlangen mussten. „Ich erinnere mich nicht mehr genau, wann mir bewusst wurde, wie interessant flexible Blütenstiele an sich sind, aber schließlich stieß ich auf die Literatur über flexible Blütenstiele und die Bestäubung durch Kolibris sowie deren Vorliebe für nach unten gerichtete Blüten. Da wurde mir klar, dass ich möglicherweise neue und interessante Erkenntnisse über die Bestäubung von Akelei gewonnen hatte. Mit diesem Wissen konnte ich einige mir bekannte Bestäubungsbiologen (meine Mitautoren Maureen, John, Clara und Neal) von dem Projekt überzeugen, und es begann!“
Das Experiment war wunderbar einfach. Das Team hat einige verdrahtet A. eximia Um zu verhindern, dass sich die Blüten während der Nahrungsaufnahme der Kolibris bewegten, wurden sie mit Draht versehen. Anschließend verglichen die Forscher die mit Draht versehenen Blüten mit den nicht verdrahteten, um festzustellen, welche Pflanzen besser wuchsen. Bei den mit Draht versehenen Blüten war der Samenansatz um 30 % reduziert. Zusätzlich installierten sie Videokameras, um die Vögel und ihre Interaktion mit den Blüten zu beobachten. LoPresti gab zu, dass die Installation der Videokameras keine einfache Aufgabe war: „Ich bin darin immer noch nicht geübt! Zwar konnten wir Dutzende von Besuchen in ausreichender Klarheit aufzeichnen, um Daten daraus zu gewinnen, aber die flexiblen Blütenstiele führten auch dazu, dass die Blüten im Wind stark wackelten. Daher waren nur wenige der durch Bewegung ausgelösten Kameraaufnahmen tatsächliche Besuche. Glücklicherweise hatte Jake die Geduld, all diese Videos anzusehen und auszuwerten! Kolibris sind außerdem sehr schnell und klein, und in einigen Videos verließ der Vogel die Blüte bereits wieder, bevor die Kamera genügend Bewegung erfassen konnte, um die Aufnahme zu starten. (Wer weiß, wie viele Besuche wir komplett verpasst haben?) Aus diesem Grund konnten wir keine Besuchsraten ermitteln, sondern nur die aufgezeichneten Besuche auswerten.“
„Ich wollte unbedingt die Besucherzahlen für ein weiteres Akelei-BestäubungsprojektDie Besuchsraten einzelner Blüten waren jedoch so niedrig, dass ich bei dem Versuch, die von der Kamera erfassten Besuchsraten durch Beobachtung der aufgezeichneten Blüten stundenlang keine Besuche feststellen konnte. Daher konnten wir die Kameradaten nicht zur Ermittlung der Besuchsraten, sondern nur die Interaktionen mit den Blüten nutzen.
Das Video zeigt, wie die Hebelwirkung funktioniert: Wenn der Vogel die Blüte anhebt, wird sie unterhalb des Schnabels berührt. Laut LoPresti ist dies eine Strategie der Akeleien. „Im Vergleich zu den nach unten gerichteten Blüten erhielten diejenigen mit flexiblen Blütenstielen mehr Pollen (gemessen am Samenansatz). Da Narben und Staubbeutel in einem großen Bündel angeordnet sind, das von der Blüte absteht, ist es wahrscheinlich auch effektiver, den Vogel mit Pollen zu benetzen. Wir vermuten, dass flexible Blütenstiele und die nach unten gerichtete Ausrichtung bei einer radiärsymmetrischen Blüte die Pollenübertragung an derselben Stelle verbessern, im Gegensatz zu einer starr nach außen gerichteten Blüte (bei der der Kolibri Pollen an der Seite, oben oder unten aufnehmen könnte!). Dies muss jedoch noch getestet werden! Die Staubbeutel scheinen den Hals oder die Brust zu berühren. In diesem Bereich besuchen die Kolibris Stachys Albens„Und sie fliegen ständig mit ihren Stirnen voller Pollen dieser Art herum. Es war schwierig, den Akelei-Pollen an ihnen zu erkennen, aber da alle Blüten, die wir für diese (und eine weitere Studie) verwendet haben, entmannt waren und viele Samen bildeten, waren die Vögel mit Sicherheit effektive Bestäuber.“
Die Ergebnisse sind zwar interessant, da sie Einblicke in die Funktionsweise bestimmter Blütenbestandteile geben, doch LoPresti behauptet nicht, dass diese Ergebnisse auf das gesamte Phänomen der Vogelbestäubung übertragbar sind. „Vogelbestäubte Blüten weisen üblicherweise einige Merkmale auf (roter, verdünnter Nektar, lange Sporne, flexible Blütenstiele usw.), aber nur sehr wenige besitzen alle, und es gibt durchaus einige wirklich ungewöhnliche vogelbestäubte Pflanzen, die ganz eigene Eigenschaften besitzen.“ Calceolaria unifloraWir haben eine neue Hypothese für die Funktion eines dieser Merkmale, das das „Syndrom“ ausmacht (und sich wiederholt entwickelt hat), aufgestellt und diese in einer Pflanzenart experimentell bestätigt.“
„Ich denke, es gibt eine Reihe interessanter Ansätze, denen man nachgehen sollte. Die meisten von Kolibris bestäubten Blüten sind nicht nach unten gerichtet, und wir vermuten, dass dies an der Blütensymmetrie liegt (eine nach unten gerichtete Ausrichtung ist wahrscheinlich nur für radiärsymmetrische Blüten von Vorteil). Es wäre jedoch sehr interessant, diese Hypothese an verschiedenen Pflanzenarten zu überprüfen und zu untersuchen, wie die morphologische Evolution dieser Blüten verläuft (d. h. ob Zygomorphie oder Aktinomorphie eine spezifische Blütenmorphologie während des evolutionären Übergangs zur Kolibribestäubung bedingt?). Es wäre auch sehr hilfreich, dieses Experiment an anderen nach unten gerichteten, von Kolibris bestäubten Blüten zu wiederholen, denn obwohl wir vermuten, dass dies ein allgemeines Phänomen ist, werden erst die Zeit (und weitere Daten!) zeigen, ob wir Recht haben!“
LoPresti ist überzeugt, dass es noch viel über nach unten gerichtete Akeleien zu entdecken gibt. „Dieses Experiment mit anderen Akeleienarten zu wiederholen, wäre ein spannendes Projekt und könnte einige interessante Erkenntnisse liefern – die kleine Fläche von A. canadensis In der Nähe meines Hauses in Michigan scheint eine Pflanze, die wie eine Kolibriblume aussieht, mehr Insektenbesuche als Vögel zu bekommen, und Bienen und Schwebfliegen hebeln diese Blüten beim Fressen ganz sicher nicht auf.“
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LoPresti, E., Goidell, J., Mola, J., Page, M., Specht, C., Stuligross, C., Weber, M., Williams, N. und Karban, R. (2019) Eine Hebelwirkungshypothese für hängende Kolibriblüten: experimentelle Belege von einer Akelei. Annals of Botany, 125(1), S. 59–65. Verfügbar unter: https://doi.org/10.1093/aob/mcz134.
