Конвергентная эволюция фруктов

Хоу и Смоллвуд (1982) дают хороший обзор многих методов распространения семян, которые развились у растений. Обзор широкий, но у них есть раздел о плодоядности. Они подчеркивают гипотезы, разработанные Макки, Хоу и Эстабруком (цитаты см. Хоу и Смоллвуд), которые предполагают, что растения могут использовать одну из двух стратегий.

Одной из стратегий является «модель высоких инвестиций». Растения вкладывают много ресурсов для производства крупных семян и плодов, богатых питательными веществами. Гипотеза состоит в том, что эти виды фруктов, как правило, привлекают относительно немногочисленных, но специализированных плодоядных, которые готовы вкладывать энергию, необходимую для поиска этих видов фруктов и связанного с ними пищевого вознаграждения.

Вторая стратегия называется «модель с низкими инвестициями». В этой модели растения мало инвестируют в отдельные семена и плоды, но производят их в изобилии. Гипотеза состоит в том, что эти типы фруктов будут съедены как можно большим количеством различных потенциальных распространителей семян. Они, как правило, очень маленькие или крахмалистые, хотя они все еще могут быть окрашены, как вы описываете.

Вступают в игру и другие факторы. Например, тропические фрукты, как правило, имеют крупные семена и мякоть, богатую питательными веществами, в то время как фрукты умеренного пояса, как правило, меньше по размеру и предлагают меньше питательных веществ. Все это помещено в контекст разнообразия сообщества плодоядных. Статья Хоу и Смоллвуда была интересна для прочтения.

В статье Gatier-Hion et al. (1985) рассмотрели особенности выбора плодов и механизмы распространения семян у позвоночных тропических лесов. Показана взаимосвязь между характеристиками плодов и соответствующими плодоядными. Они рассмотрели 122 различных вида фруктов и плодоядных, которые их потребляли. Их результаты показали, что плоды имеют тенденцию разделяться по одной из трех осей:

1. Тяжелые, нераскрывающиеся плоды с волокнистой мякотью и хорошо защищенными семенами по сравнению с легкими, нераскрывающимися плодами с незащищенными семенами. Многие мелкие плоды красные,
2. Произведено много семян (как правило, большие невскрывающиеся) по сравнению с небольшим количеством произведенных семян, и
3. Сочные и ярко окрашенные плоды по сравнению с сухими и тусклыми плодами.

Рисунок 2 из Gautier-Hion et al., Показанный здесь, показывает взаимосвязь между различными плодоядными и типами фруктов. Обратите внимание, что мелкие зерноядные, то есть плодоядные, не едят большие сочные плоды. Они потребляют много мелких зеленых или коричневых зерен, с которыми легко манипулировать и которые производятся в больших количествах. Белки похожи.

Таким образом, как вы подозревали, плоды и семена эволюционировали в ответ на их плодоядных, но плоды не всегда обладают перечисленными вами признаками. Я думаю, но не знаю наверняка, что признаки плодов, которые вы перечисляете, являются результатом отбора, проводимого плодоядными. Сахара обеспечивают много быстрой энергии, которая необходима активным животным. Углеводы, вероятно, обеспечивают гораздо большую питательную ценность, чем соли или белки (которые в любом случае присутствуют). Цвета могут помочь фруктам выделиться на фоне зеленой листвы (для организмов, которые не являются красно-зелеными дальтониками). Эти черты, вероятно, обеспечивают наибольшую награду (много энергии) при наименьших затратах энергии плодоядными (легко найти).

Повсюду я предполагал естественные условия, а не плоды, модифицированные искусственным отбором для употребления в пищу человеком.

Цитируемая литература

Gautier-Hion, A., et al. 1985. Признаки плодов как основа выбора плодов и распространения семян в сообществе позвоночных тропических лесов. Экология 65: 324-337.

Хоу, Х.Ф. и Дж. Смоллвуд. 1982. Экология распространения семян. Ежегодные обзоры по экологии и систематике 13: 201-228.

Как вы определяете фрукты? Потому что, если вы считаете любое семенное тело цветкового растения, вы должны включить несколько элементов, обычно называемых овощами, в том числе тыквы, кабачки, кабачки, огурцы, перец и т. д. И есть фрукты других цветов, такие как синие ягоды. Все они выполняют одинаковые функции для растения: кто-то съедает плод, а затем откладывает семена где-то еще.

Если вы определяете фрукт по тому, что средний человек называет фруктом, то вы искажаете популяцию, потому что люди отбирали сочные и сладкие на вкус фрукты на протяжении тысячелетий селекции. Людям нравятся большие сладкие на вкус фрукты, поэтому они выбрали эти черты, заставив большинство фруктов иметь эти черты. Дикие фрукты, вероятно, имеют гораздо большее разнообразие, и между фруктами и овощами будет гораздо меньше различий.