Західна прерієва орхідея – це рідкісна квітуча рослина, яка зменшується внаслідок втрати свого рідного середовища проживання на прерії.
На віддаленій високотрав’яній прерії в Північній Дакоті, таємнича орхідея визирає із землі. Її можна відшукати лише якщо знати, куди дивитися.
Вражаючі, яскраво-білі квіти західної прерієвої орхідеї важко помітити любителям природи, які намагаються її побачити — а оскільки вона є зникаючим видом, який охороняється федеральним Законом про зникаючі види, це також стає складною загадкою для дослідників, які прагнуть дізнатися більше про розмноження рослини та її роль у екосистемі.
Втрата рідного середовища проживання загрожує орхідеї. Приблизно 60% рідних орхідеї в США та Канаді швидко зникає через зміни клімату, втрату середовища та зниження чисельності запилювачів, зазначила Джуліанна МакГіннесс, координатор програми розвитку Північноамериканського центру збереження орхідей. Ці красиві квітучі рослини, улюблені за свою красу, можуть бути раннім сигналом про зменшення чисельності, яке відбувається непомітно в навколишньому середовищі.
«Вони як canary in the coal mine [канарки у вугільній шахті] для всіх наших екосистем», — сказала МакГіннесс.
Студенти-асистенти Північно-Дакотського державного університету в Фарго сподіваються дізнатися більше про запилювачів і розмноження західної прерієвої орхідеї. Їхня робота включає фіксацію GPS-координат орхідей на 20 різних ділянках у Міннесоті, Північній Дакоті та Манітобі, Канаді, взяття мазків з орхідей для отримання невеликих обсягів генетичного матеріалу від комах, а також залучення запилювальних комах вночі за допомогою чорних ламп і простирадл.
Раніше, Стів Траверс, доцент кафедри біологічних наук університету, був вражений, дізнавшись про цю орхідею — «ці великі, красиві, два фути заввишки, дивовижні рослини, які запилюються вночі».
«Іноді знайти її досить складно», — сказав він. «І коли люди бачать її вперше, відбувається немовби швидке затихання подиху. Вона велика і просто вражаюча».
Ця орхідея є унікальним поглядом на її майже зниклу екосистему — високотрав’яну прерію — а також вивчення взаємозв’язку з запилювачами та іншими рослинами, і є хорошою моделлю для вивчення рідкості, зазначив Траверс.
Відомими запилювачами орхідеї є лише совині молі, великі метелики, які мають ідеальні розміри для доступу до нектару орхідеї, що знаходиться в довгих шпорах, при цьому запилюючи рослину.
Західна прерієва орхідея здебільшого зустрічається в заповідниках, таких як Національний трав’яний резерв Шайенн у Північній Дакоті та Заповідник високотрав’яної прерії Манітоби. Пік цвітіння орхідеї припадає приблизно на середину липня.
Популяції можуть бути як маленькими — всього з однією рослиною, так і великими — до 500 або 1000, зазначив Траверс. Знайшовши орхідеї, дослідники фіксують GPS-координати окремих рослин з точністю до 10 сантиметрів, щоб мати можливість повернутися пізніше. Знайти орхідеї, коли вони не цвітуть, — це як шукати коричневу паличку на великому зеленому полі, сказав Траверс.
Студентка-дослідниця Джосі Пікаар зосереджена на факторах, що впливають на репродуктивний успіх орхідеї, включаючи поживні речовини в ґрунті та послуги запилювачів. Вона відвідує близько 20 ділянок, вивчаючи підгрупи орхідей, збираючи зразки ґрунту та вологість, рахує квіти та записує висоти рослин і їхній стан, а також моніторить орхідеї за допомогою камер для спостереження за тими, хто може їх з’їсти. У вересні вона повернеться, щоб підрахувати капсули з насіння, які надзвичайно важко знайти.
Щоб знайти орхідеї, дослідники використовували приблизні координати від органів управління територією. Вони зіткнулися з безліччю кліщів, перетнули боброву греблю в чоботах і натрапили на сліди ведмедя в процесі.
«Це було досить вражаюче», — сказала Пікаар.
Вона працювала понад 12 години на день, відвідувала приблизно по два місця з орхідеями на день, які могли бути до трьох годин подорожі — її команда носила одяг, такий як довгі штани, сорочки з довгими рукавами, капелюхи і іноді сітки для захисту від комарів. Вона назвала орхідею «майже інопланетною, коли бачиш її на прерії».
Студентка Трініті Аткінс, яка працювала з 7 ранку до 2 години ночі, вивчає запилювальні мережі орхідеї: запилювачі, які відвідують орхідею та інші рослини, які вони також відвідують.
Вона бере мазки з орхідей на всіх своїх ділянках, збирає молей, щоб дізнатися, куди вони летять, і застосовує молекулярну технологію, відому як eDNA метабаркодування, щоб визначити, які запилювачі відвідали орхідею, зазначила вона. Екологічна ДНК — це генетичний матеріал, що залишився, наприклад, від метелика, який відвідав квітку. Деякі дослідження вказують на те, що запилювачі, які активні вдень, також можуть бути на роботі, сказала вона.
Вивчення запилювачів орхідеї вимагає роботи в усі години доби.
Вранці Аткінс брала мазки з орхідей для eDNA, перш ніж він зіпсується. Вдень вона проводила обстеження інших рослин поблизу, які могли б приваблювати запилювачів. А вночі вона використовувала чорне світло на ділянках прерії, збираючи молей і проводячи вимірювання.
Траверс зазначив, що дослідження є важливими з точки зору біорізноманіття, рідкісні види є невід’ємною частиною цього процесу за їх внеском у екосистему.
Хоча орхідеї зустрічаються по всьому світу, західна прерієва орхідея специфічно адаптована до високотрав’яної прерії, сказав він.
«Мені це здається справді цікавим, що в роду існує така велика різноманітність, і раптом з’являється ця величезна рослина, яку запилюють вночі, і мені б хотілося знати чому. Чому це сталося? Але це вже зовсім інше питання», — сказав Траверс.