Почему некоторые фрукты ядовиты?

Очевидно, что предназначение фруктов состоит в том, чтобы их съели, а затем распространили семена вместе с питательным удобрением. Однако некоторые из них могут отравить полезного распространителя. Почему?

Ядовитые плоды веками будоражили воображение людей. Смертельный сон Белоснежки наступил после того, как злая королева подарила ей отравленное яблоко. По слухам, белладонна была использована для убийства римского императора и предотвращения вторжения в Шотландию. Это лишь пара легендарных примеров. Однако ученые действительно пытаются понять, почему некоторые фрукты ядовиты от природы. Зачем им причинять вред фруктоядным животным?

Плодоносящие растения и плодоядные животные находятся в мутуалистических отношениях, в которых каждый из них получает выгоду от другого. Растениям необходимо распространять семена, чтобы колонизировать новую территорию, повторно колонизировать ее после нарушений или избегать опасностей, связанных с пребыванием на месте (например, если материнское растение является рассадником вредителей). Один из способов сделать это – поместить семена в питательную мякоть плода, чтобы животные поедали их, переваривали мякоть, а затем выводили семена вместе с полезным удобрением.

Распространение семян животными в отличие от распространения ветром или водой может быть особенно полезно для доставки семян в определенные места. Это хорошо видно по паразитическим растениям вроде омелы, семена которых оказываются на высоких ветвях деревьев благодаря птицам.

Однако некоторые плоды оказываются ядовитыми. Растения производят целый ряд химических соединений, часть которых не играют никакой роли в основных процессах поддержания жизни и поэтому называются вторичными соединениями. Потенциально ядовитые вторичные соединения образуются либо в процессе развития от семени до взрослого растения, либо в ответ на нападения травоядных насекомых. Яды в мякоти плодов обычно образуются в процессе развития. Часто незрелые плоды токсичны для защиты незрелых семян от нападения или преждевременного рассеивания, но и спелые плоды со зрелыми семенами могут быть ядовитыми.

Как же объяснить, почему плоды остаются ядовитыми даже в зрелом состоянии, когда готовы к распространению? Одна из теорий заключается в том, что низкий уровень яда в плодах побуждает плодоядных животных удаляться от материнского растения, чтобы избежать дополнительного отравления и тем самым перенести семена на большее расстояние. В некоторых случаях токсины вызывают запор, заставляя семена дольше оставаться в кишечнике и тем самым увеличивая расстояние, на которое они переносятся. В других случаях, например, в случае с черносливом, они действуют как слабительное, обеспечивая быстрое прохождение семян с минимальным временем, необходимым для их повреждения в процессе пищеварения.

Существуют доказательства в пользу этих гипотез, но они не являются исчерпывающей информацией. Не все, кто питается фруктами, полезны для растения. Токсины во фруктах могут быть направлены против животных, микробов и грибков, повреждающих семена, и при этом нетоксичны для видов, распространяющих семена. Плоды белладонны смертельны для многих млекопитающих, но, по-видимому, безвредны для некоторых птиц , а плоды средиземноморской крушины токсичны для некоторых насекомых-вредителей, но не для птиц, распространяющих семена.

Однако яды часто отпугивают как тех, кто уничтожает семена, так и тех, кто их распространяет, поэтому растениям приходится выбирать между отпугиванием вредителей и привлечением животных, которые безопасно распространяют их семена. Проведенные исследования показывают, что то, как растения справляются с этим выбором, зависит от того, как долго они сохраняют плоды.

Высокопитательные и привлекательные на вид фрукты быстро обнаруживаются и съедаются, как только созревают. Они подвергаются меньшему риску повреждения до того, как их безопасно съедят подходящие животные, поэтому защитные токсины менее важны и, следовательно, вырабатываются в меньших количествах. С другой стороны, растениям с менее питательными плодами, более редкими или ненадежными распространителями семян или с большим количеством хищников необходимо защищать свои уязвимые семена ядовитыми плодами. Наконец, плоды могут быть ядовитыми просто потому, что остальная часть растения токсична. Это еще один компромисс, на который идут некоторые виды: токсины, защищающие листья от травоядных животных, могут попадать и в плоды.

Исследования показывают, что ядовитые плоды, возможно, являются результатом адаптации к различным видам животных, потребляющих разные части растений. Поэтому для понимания происхождения и функций ядовитых плодов необходимо рассматривать растение в целом и его взаимодействие с различными организмами. Понимание того, как и почему растения вырабатывают яды в своих плодах или где-либо еще, привело к открытиям, ценным не только по причинам убийства и насилия. Природные растительные яды используются в различных медицинских целях от обезболивающих до противомалярийных и противораковых средств, и потенциально существует еще много полезных растительных ядов, которые еще предстоит открыть.

Поддержите меня переводом с карты по ссылке или QR-коду.

Поддержите меня донатом на Boosty.

Там же можно подписаться на ежемесячную поддержку.

Поделитесь этим постом!