تنوع أشكال الزهور وانتشارها

كل من النباتات المتدفقة والملقحات الحيوانية متنوعة بشكل لا يصدق، وأحد أسباب هذا التنوع هو العلاقة الوثيقة التي تربطهم ببعضهم البعض، وعلى مدى سنوات عديدة أثرت بعض الأزهار والملقحات على تطور بعضها البعض، واليوم عندما تمتلك أزواج مُلقحات الأزهار سمات تعمل جيدًا معًا فهذه علامة على احتمال حدوث هذا النوع من التطور، ومن الممكن أن تختلف الزهور بسبب جذب الحشرات الملقحة، فالزهور هي منصات هبوط جميلة وجريئة تشجع الحشرات على التلقيح، وتأتي الأزهار بأشكال وأحجام وألوان مختلفة لجذب الحشرات، وتتغذى الحشرات على الرحيق وتترسب النباتات حبوب اللقاح كما إنّها علاقة تكافلية عظيمة.

اختلاف شكل الزهور عن بعضها البعض

إنّ عملية التنويع الذي تحركه الملقحات في شكل زهرة هي إحدى عمليات التخصص التطوري، ويُعتقد أنّ مجموعات النباتات أو المجموعات السكانية الفرعية تتشعب بمرور الوقت استجابةً للاختيار الاتجاهي من أنواع بديلة من الملقحات، وعلى الرغم من أنّ العديد من الأمثلة تدعم وجهة النظر القائلة بأنّ الانتقاء بوساطة الملقحات يفسر التباين في حجم الزهرة أو شكلها بين المجموعات السكانية المعزولة جغرافيًا، فمن غير الواضح أنّ الملقحات تعزز بشكل فعال تنوع الأزهار بين السكان.

نادرًا ما يزور نوع واحد من الملقحات النباتات الفردية، وبدلاً من ذلك غالبًا ما تخدم أنواع مختلفة من الحيوانات ذات التفضيلات المتداخلة ولكن لها سمات ميكانيكية متغيرة مثل الملقحات نفس الأفراد، وعلى سبيل المثال تقوم الطيور الطنانة والنحل الطنان بزيارة الأفراد وتلقيحهم بشكل فعال من الأهداب القرمزية.

في هذا السياق البيئي قد يفضل الانتقاء الطبيعي التعميم في التكيفات الزهرية التي تؤثر على كفاءة التلقيح بدلاً من التخصص في عوامل التلقيح البديلة، ويمكن أيضًا تفضيل التعميم إذا كانت الوفرة النسبية للملقحات الفعالة تختلف من سنة إلى أخرى ومن رقعة إلى أخرى داخل فسيفساء الموائل، وفي مواجهة هذا الاختلاف الزمني في مجموعة الملقحات يصبح التخصص استراتيجية محفوفة بالمخاطر من الناحية التطورية، ويترتب على ذلك أنّ الانتقاء بوساطة الملقحات على شكل زهرة قد يعزز تباين الشخصية داخل مجموعات النباتات في كثير من الأحيان أقل مما كان متوقعًا نظرًا لمركزية التلقيح في عملية التكاثر الجنسي.

عندما تختلف الأنواع البديلة من زوار الأزهار باستمرار في مساهماتهم في تلقيح النبات، فإنّ التسلسل الهرمي لنتائج فعالية التلقيح يعكس الاختلافات في تكرار الزيارة أو الملاءمة الميكانيكية أو السلوك بين الزائرين، وفي ظل هذا السيناريو يكون التخصص في الملقحات الأكثر فاعلية ممكنًا وقد يؤدي إلى التنويع في سمات الأزهار بين المجموعات السكانية المعزولة، ومع ذلك غالبًا ما تتقارب تفضيلات الملقحات ذات الصلة أو البعيدة نسبيًا فيما يتعلق بشكل الزهرة أو حجمها.

على سبيل المثال يفضل كل من النحل الصغير وذباب السرفيد أزهار الأكبر حجمًا، وبالمثل لم يجد كل من الباحثان ويلسون وتومسون أي اختلافات في الاختيار على عدة جوانب من مورفولوجيا الأزهار في عشب الجوهرة (Impatiens pallida) عند تلقيحها بواسطة النحل مع اختلافات ملحوظة في طول اللسان وحجم الجسم، ويشير التقارب في تفضيل الأزهار إلى أنّه سيتم تفضيل سمات الأزهار المماثلة في المجموعات السكانية أو بين النباتات التي تخدمها أنواع مختلفة من الحيوانات.

تغيير شكل الزهرة وعملية التلقيح

أخيرًا قد يكون للتغييرات في شكل الزهرة تأثير أقل على دقة نقل حبوب اللقاح مما كان يُعتقد سابقًا، فعلى سبيل المثال قام ويلسون بتعديل شكل الزهرة فيعشب الجوهرة الملقحة بالنحلة الطنانة عن طريق تقليم الدهاليز على بعض الأزهار ولصق الطيات في الدهليز على البعض الآخر، حيث لم يلاحظ أي تأثير على إزالة حبوب اللقاح من مجموعة المتك أو ترسب حبوب اللقاح على مجموعة الميسم.

تشير نتائج ويلسون إلى أنّ التلقيح الفعال قد يستمر على الرغم من القدر الهائل من اللعب في هندسة الأزهار، وفي الواقع تشير الدراسات الحديثة حول عشب الجوهرة الملقحة بالطيور الطنانة إلى أن تنقل الأزهار -حركة الأزهار استجابةً للتلامس مع ملقحات الطيور الطنانة- قد يكون لها تأثير أكبر على نجاح التلقيح من بُعد كورولا، ومجتمعة تسلط هذه الجوانب من تفاعلات الملقحات النباتية الضوء على سبب تقديم تنوع الملقحات في كثير من الأحيان تفسيرًا غير كامل للاختلاف التطوري في حجم الزهرة أو شكلها داخل وحتى بين مجموعات النباتات القريبة.

التطور المشترك للزهور والملقحات

عندما تتطور سمات أحد الأنواع استجابةً لسمات الأنواع الأخرى يُطلق عليها التطور المشترك، فتؤثر الأزهار وملقحاتها على نجاح التكاثر لبعضها البعض، وهذا ما يجعلهم من المحتمل أن يتطوروا بشكل مشترك، وتحدد سمات الأزهار الصفات التي ستمنح الملقحات ميزة والعكس صحيح، وعلى مدى أجيال عديدة أصبحت مجموعات السمات المفضلة أكثر شيوعًا، وفي النهاية تكون أزواج مُلقحات الأزهار جيدة جدًا في مساعدة بعضها البعض على التكاثر، ويحدث التطور المشترك بمرور الوقت عندما توجد عدة شروط وهي:

1- يجب أن تختلف السمات في السكان.

2- يجب أن تكون السمات قابلة للتوريث بحيث يمكن نقلها من الآباء إلى الأبناء.

3- يجب أن تعطي بعض إصدارات السمة ميزة إنجابية.

4- أخيرًا يجب أن يتفاعل نوعان (أو أكثر) عن كثب، وهذا ما يجعل التطور المشترك مختلفًا عن الأنواع الأخرى من الانتقاء الطبيعي.

غالبًا ما يرجع التطور المشترك إلى علاقة متبادلة مثل تلك بين الزهور والملقحات، ولكن يمكن أن يحدث من تفاعلات أخرى أيضًا، وتحدث أمثلة أخرى على التطور المشترك بين الحيوانات المفترسة والفريسة والطفيليات والمضيفين وحتى الفيروسات والكائنات الحية التي تصيبها.

هل التطور المشترك حقيقي لدى الزهور

التطور المشترك لدى الزهور يحدث الآن، ولكن العملية بطيئة للغاية ولا يمكننا مراقبتها، وكيف نعرف أنّه يحدث بالفعل؟ فإذا كان لنوعين سمات متطابقة فهذه نقطة انطلاق جيدة، ولكن لإثبات التطور المشترك حقًا يحتاج الباحثون إلى مزيد من الأدلة، وكمثال على ذلك يعيش الذباب طويل اللسان وزهور التين معًا في عدة أماكن في جنوب إفريقيا ويعد الذباب هو الملقح الرئيسي للزهور، وتتغذى من أنابيب الرحيق العميقة للزهور، ودرس الباحثون العلاقة بين أجزاء فم الذبابة وأنابيب رحيق الزهرة.

قاموا بقياس طول كل سمة في مواقع جغرافية مميزة، وتختلف أطوال جزء الفم وأنبوب الرحيق من مكان إلى آخر، ولكن في مكان واحد تتطابق السمتان جيدًا، وكان هذا دليلًا على أنّ الذباب والزهور التي تعيش معًا تؤثر في سمات بعضها البعض، وأظهر الباحثون أيضًا أن هناك ميزة لمطابقة السمات، وقاموا بخلط الذباب والزهور من مواقع مختلفة، وكانت بعض ألسنة الذباب طويلة جدًا وكانت تتغذى من الأزهار دون تلقيحها، ونتيجة لذلك صنعت تلك الأزهار بذورًا أقل، وكانت هذه النباتات أقل عرضة للتكاثر لأن الصفات غير متطابقة.

تحولات الملقحات

ليست كل السمات المقابلة بين الأزهار والملقحات ترجع إلى التطور المشترك، وتحولات الملقحات لها أيضًا تأثير كبير على سمات الزهرة، ويحدث تحول الملقحات عندما يصبح ملقح مختلف الزائر الرئيسي لنوع من الزهور، ويحدث عندما ينتقل ملقح جديد إلى حي الزهرة، أو إذا انتقلت زهرة جديدة إلى حي الملقِّح، ويحدث ذلك أيضًا عندما يكون للأنواع الزهرية سمة جديدة بالصدفة مما يجعلها جذابة لنوع مختلف من الملقحات.

تؤدي زيارة الملقِّح الجديد إلى تكيف أعداد الأزهار وعلى المدى القصير غالبًا ما تكون تحولات الملقحات أحادية الجانب قليلاً مقارنة بالتطور المشترك، وتتغير السمات في مجموعة الأزهار بسرعة لضمان التلقيح من الملقِّح الجديد، ولكن مع مرور الوقت سيؤثر النوعان على بعضهما البعض.

تفاعلات الملقحات الزهرية تؤدي إلى أنواع جديدة

بمرور الوقت يؤدي كل من التطور المشترك وتحولات الملقحات إلى العزلة الإنجابية، ولم يعد الجزء من السكان ذو السمات الجديدة يتزاوج مع السكان الأصليين، ومع مرور الوقت يستمر السكان المعزولون حديثًا في التغير، وفي النهاية تتباعد الأنواع الأصلية إلى قسمين.

التنوع البيولوجي المحسن

على مدى ملايين السنين أدت تفاعلات الزهور والملقحات إلى الكثير من التنوع البيولوجي الذي نراه اليوم، وغالبًا ما يمكن تفسير السمات التي قد تبدو غامضة جدًا من خلال هذه العلاقات.