Žvirgždinė margutė Fritillaria delavayi. © Yang Niu

Jaunasis tyrėjas rašė, kaip vabalas Sternocera aequisignata maskuojasi, kad išgyventų. Šįkart norime atkreipti dėmesį į augalų savybę maskuotis. Daugiau kaip 2000 metų tradicinėje kinų medicinoje vartojamas augalas žvirgždinė margutė Fritillaria delavayi išmoko slėptis. Kaip manote, nuo ko? Mokslininkai ieškojo šiems augalams galinčių pakenkti gyvūnų ir rado tik vieną – žmogų.

Augalai moka slėptis?

Augalai, kaip ir gyvūnai, taiko gynybos ir savisaugos būdus. Kad apsisaugotų nuo žolėdžių, jie išmoko maskuotis. Žvirgždinė margutė yra vienas plačiausiai vartojamų vaistinių augalų tradicinėje kinų medicinoje. Tai daugiametis augalas, augantis labai aukštai (3700–5600 m aukštyje virš jūros lygio) Himalajų, Sino–Tibeto kalnuose, kur kitų augalų labai reta, o žemės danga – uolienos. Žvirgždinės margutės auga gegužės–rugsėjo mėnesiais, o žiemą antžeminė jų dalis nuvysta. Lapus turi tik jauni augalai: per pirmuosius trejus metus užauga tik vienas lapas, o vėlesniais metais – iki 3–5. Žiedų galima tikėtis po penkerių metų – augalai sukrauna tik po vieną žiedą ir suformuoja po vieną svogūnėlį. Niu, Stevens ir Sun (2020) atkreipė dėmesį, kad įvairiose vietovėse augančių žvirgždinių margučių lapų ir žiedų spalva skiriasi nuo pilkos, rudos iki įprastos žalios (1 pav.). Skiriasi ne tik įvairių populiacijų augalų spalva, bet ir tos pačios populiacijos individų. Žalios spalvos žvirgždines margutes pastebėti nesunku, o pilkos ir rudos puikiai maskuojasi – išskirti šiuos augalus iš aplinkos nelengva. Matyt, taip jos slepiasi, tik nuo ko? Per penkerius metus Niu, Stevens ir Sun (2020) pastebėjo tik kelias ant šių augalų lapų žolėdžių paliktas žymes. Jie nenustatė ir literatūroje nerado informacijos apie šiais augalais mintančius žolėdžius. Tikėtina, kad didžiausią pavojų kelia žmonės, renkantys žvirgždinių margučių svogūnėlius (2 pav.). O pastarųjų reikia išties labai daug – 1 kilogramui svogūnėlių surinkti reikia surasti apie 3 500 augalų. Galbūt nuo šių vaistinių augalų rinkimo intensyvumo priklauso ir jų spalva?

1 pav. A ir B – žalsvos žvirgždinės margutės; šių populiacijų augalų vietiniai gyventojai nerenka intensyviai. C ir D – rudas ir pilkas žvirgždines margutes sunku pastebėti; šių populiacijų augalai renkami intensyviai (Niu, Stevens ir Sun 2020).

2 pav. Tradicinėje kinų medicinoje vartojami žvirgždinių margučių svogūnėliai. © Yang Niu

Spalvų analizė

Niu, Stevens ir Sun (2020) palygino aštuonių populiacijų žvirgždinių margučių lapų ir jų aplinkos – uolienų – spalvą. Tam jie surinko po 12–27 kiekvienos populiacijos augalų lapų (nuo vieno augalo buvo nuskintas tik vienas lapas) ir po 20–40 šiuos augalus supančių uolienų mėginių. Lapus tyrėjai rinko 3700–4800 m virš jūros lygio aukštyje, kur šiuos augalus veikia stipri ultravioletinė spinduliuotė ir didelė temperatūros kaita. Žiedai nebuvo tiriami, nes renkant mėginius daugelis augalų buvo per jauni, kad sukrautų žiedus, o likusieji buvo peržydėję. Kalnų šlaitai šiose vietovėse nusėti įvairių uolienų, pvz., klinčių, skalūnų. Uolienų mėginius tyrėjai rinko maždaug 5 cm atstumu nuo žvirgždinių margučių. Visi mėginiai buvo laikomi plastikinėse dėžutėse ir per dvi valandas po surinkimo ištirti spektrometru. Tiriama buvo augalus renkančiam žmogui ar žolėdžiui gyvūnui matoma lapų ir uolienų pusė. Kiekvienas mėginys tirtas tris kartus, tuomet apskaičiuotas atspindėtos šviesos bangos ilgio (analizuotas regimosios šviesos spektras – 390–750 nm ilgio elektromagnetinių bangų ruožas) vidurkis, kuris ir naudotas tolesnei analizei. Spalvos analizuotos taikant spalvų modelį CIE L*a*b*. CIE L*a*b* spalvų erdvė – tai trimatė spalvų erdvė, kurios trys kintamieji: šviesumas–tamsumas (L*), žalumas–raudonumas (a*) ir mėlynumas–geltonumas (b*). Mėginių spalvų skirtumas buvo nustatytas iš atstumo tarp spalvų koordinačių sistemoje: kuo atstumas mažesnis, tuo spalvos panašesnės.

Įvairuoja ne tik įvairių populiacijų žvirgždinių margučių lapų spalva, bet ir tos pačios populiacijos individų (3 pav.). Palyginus augalų lapų ir uolienų spalvą paaiškėjo, kad kai kurių populiacijų žvirgždinės margutės puikiai maskuojasi – jų ir uolienų spalvos labai panašios. 

3 pav. Aštuonių populiacijų (pažymėtos legendoje skaičiais) žvirgždinių margučių lapų spalva skiriasi. Spalvų skirtumai pavaizduoti CIE L*a*b* spalvų erdvėje. Kuo mažesnis atstumas tarp taškų, tuo spalvos panašesnės. Skiriasi ne tik įvairių populiacijų žvirgždinių margučių lapų spalva, bet ir tos pačios populiacijos individų spalva. Parengta pagal Niu, Stevens ir Sun (2020).

Ar žvirgždinių margučių spalva susijusi su jų svogūnėlių rinkimo intensyvumu?

Niu, Stevens ir Sun (2020) tyrė, ar žvirgždinių margučių spalva susijusi su jų svogūnėlių rinkimo intensyvumu (CI). Pastarąjį dydį mokslininkai apskaičiavo pagal formulę CI = (W_c/W_s)/(N×S). Čia W_c – bendra per šešerius metus surinktų sausų svogūnėlių masė, W_s – vidutinė vieno sauso svogūnėlio masė, N – vidutinis augalų skaičius 1 m² plote, S – plotas, kuriame auga žvirgždinės margutės.

Iš vietinių prekiautojų tyrėjai sužinojo, kiek kiekvienos populiacijos žvirgždinių margučių svogūnėlių buvo surinkta per šešerius metus (2014–2019 m.). Ir nors šie duomenys galėjo būti netikslūs, pvz., svogūnėlių rinkėjai dalį jų galėjo parduoti turistams arba pasilikti sau, buvo galima bent apytiksliai įvertinti, kiek kiekvienos populiacijos augalų svogūnėlių surenkama. Nebuvo žinomi tik vienos populiacijos duomenys.

Vidutinė sauso svogūnėlio masė buvo apskaičiuota pasvėrus nuo 100 iki 200 kiekvienos populiacijos svogūnėlių. Vidutinį augalų skaičių 1 m² plote tyrėjai apskaičiavo suskaičiavę, kiekžvirgždinių margučių auga 2 m² plote. Tam buvo pasirinktas 300 m²plotas, kuriame auga žvirgždinės margutės. Kai tik tyrėjai rasdavo tiriamąjį augalą, aplink jį 2 m² plote labai kruopščiai ieškodavo kitų šios rūšies augalų. Tiesa, labai mažų galėjo ir nepastebėti. Kokį plotą užima kiekvienos populiacijos augalai, tyrėjai nustatė iš palydovo nuotraukų (Google Earth). Žvirgždinės margutės auga ant uolienų ir neauga pievoje, ant stačių skardžių – palydovo nuotraukose šias teritorijas galima atskirti.

 Niu, Stevens ir Sun (2020) nustatė, kad kuo intensyviau renkami žvirgždinių margučių svogūnėliai, tuo geriau jos maskuojasi (4 pav.).

4 pav. Kuo intensyviau renkami žvirgždinių margučių svogūnėliai, tuo geriau šie augalai maskuojasi. Legendoje skaičiais pažymėtos populiacijos. Parengta pagal Niu, Stevens ir Sun (2020).

Svogūnėlių rinkimo intensyvumas susijęs su jų rinkimo sudėtingumu. Niu, Stevens ir Sun (2020) įvertino svogūnėlių rinkimo sudėtingumą pagal laiką (sekundėmis), sugaištą jiems iškasti. Per kiek laiko galima iškasti svogūnėlius, priklauso nuo gylio, kuriame jie auga, ir uolienų struktūros. Giliai po tvirtai suspaustomis uolienomis augančių žvirgždinių margučių svogūnėlius iškasti sunku, todėl juos vietiniai gyventojai renka rečiau. Nenorėdami dar labiau pakenkti šiems augalams, tyrėjai atlikdami eksperimentą neiškasė svogūnėlių, tik juos atkasė (nuo 9 iki 18 kiekvienos populiacijos augalų svogūnėlių), užfiksavo tam sugaištą laiką, o tada vėl užbėrė uolienomis. Taip buvo apskaičiuotas septynių populiacijų svogūnėlių surinkimo laikas. Vienos populiacijos svogūnėlių tyrėjai nepasiekė baimindamiesi uolienų nuošliaužų.

 Tyrėjai nustatė, kad augalai, kuriuos surinkti buvo lengviau, maskavosi geriau (5 pav.). Išimtis buvo viena populiacija – šių augalų svogūnėlius surinkti nebuvo sunku, tačiau augalai nesislėpė. Tyrimo autoriai šią išimtį paaiškino mažu šios populiacijos augalų rinkimo intensyvumu. Šio regiono gyventojai daug turtingesni už kitų regionų, todėl žvirgždinių margučių svogūnėlius renka ne taip intensyviai.