A természetes szelekció nyomása nem állandó: térben és időben egyaránt változhat, ezzel pedig az evolúció irányát is befolyásolja. Egy, az Annals of Botany folyóiratban megjelent tanulmány azt mutatta meg, hogy akár egyetlen virágzási időszakon belül is megfordulhat, milyen virágméret előnyös egy növény számára.

A kutatók a Stigmaphyllon paralias nevű, olajat termelő növényt és specializálódott beporzóit vizsgálták. Amikor a virágzás csúcsán kevés méh jelent meg, a nagyobb virágú növények több látogatást és nagyobb magszámot értek el. Néhány héttel később, amikor már sok beporzó repült, ez az előny eltűnt, sőt a kisebb virágok váltak kedvezőbbé. Ha viszont a teljes populációt a virágzás idejének figyelembevétele nélkül elemezték, nem találtak statisztikailag kimutatható szelekciót a virágméretre.

## Térben és időben is változó szelekció

A koevolúció földrajzi mozaikjának elmélete szerint ugyanannak a fajnak a különböző populációi eltérő módon fejlődhetnek együtt partnereikkel, mivel kölcsönhatásaik a földrajzi környezettől függenek. Egyes populációkban erős és határozott szelekciós „forró pontok” alakulhatnak ki, míg másutt gyenge vagy hiányzó szelekció jellemzi a „hideg pontokat”. A populációk közötti génáramlás ezeket a helyi folyamatokat kapcsolja össze.

A szelekciós nyomás azonban nemcsak helyről helyre, hanem évről évre, hónapról hónapra, sőt egyetlen szaporodási időszakon belül is változhat. Ebben különösen fontosak az élőlények közötti kapcsolatok, például a növények és beporzóik együttműködése.

Ha a virágzás és a beporzók aktivitásának csúcsa nem esik egybe, fenológiai aszinkronitás alakul ki. Ennek oka lehet a különböző növényfajok versengése a beporzókért, illetve a virágzás időpontjának eltolódása, akár az éghajlatváltozás hatására. Így ugyanazon populáció egyes növényei akkor virágozhatnak, amikor kevés a rovar, mások pedig akkor, amikor sok. Ez nemcsak a létrejövő magok számát befolyásolja, hanem azt is, hogy az adott időszakban mely növényi tulajdonságok bizonyulnak előnyösnek.

## Olajért érkező méhek

A vizsgálatot 2020-ban, Brazília északkeleti részén, a Catimbau Nemzeti Parkban végezték. A málypighiacserjefélék családjába tartozó Stigmaphyllon paralias cserje vagy félcserje október–novembertől május–júniusig virágzik, tömeges virágzásának csúcsa rendszerint december és március közé esik. Egy növény körülbelül egy hónapon át virágzik, miközben egy-egy virág legfeljebb három napig él.

A sárga, kétoldalian részarányos virágoknak öt szirmuk van. Az egyik, úgynevezett zászlószirom keskeny alsó része vastagabb a többinél. A csészeleveleken különleges olajmirigyek, elajofórumok találhatók. Ezek váladékáért keresik fel a virágokat legfontosabb beporzóik, a méhfélék családjába tartozó Centridini csoport tagjai.

A méhek jellegzetes módon kapaszkodnak meg: állkapcsukkal erősen megragadják a zászlószirmot, és jól felismerhető, elhalt szövetből álló sérülést hagynak rajta. Ez megbízhatóan jelzi, hogy a virágot meglátogatta egy olajgyűjtő méh. Az állatok elülső és középső lábuk speciális keféivel gyűjtik össze az olajat, miközben pollen tapad a testükre, amelyet más növényekre visznek át.

A növény önmeddő, vagyis saját virágpora nem eredményez magképződést. Szaporodásához ezért nélkülözhetetlenek ezek a méhek. Egy termésben legfeljebb három mag fejlődhet.

## Két tíznapos megfigyelési időszak

A kutatók két, egyenként körülbelül tíznapos megfigyelési szakaszt szerveztek. Az első a tömeges virágzás idejére esett, amikor sok növény virágzott, de méhek alig érkeztek. A második 3–4 héttel később következett: ekkor kevesebb növényen volt virág, a beporzók aktivitása viszont meredeken nőtt. Az egy növényen nyíló virágok száma nem különbözött a két időszak között.

Mindkét alkalommal 90, összesen tehát 180 bokrot vizsgáltak. A növények legalább három méterre álltak egymástól, hogy lehetőleg ne ugyanannak a klónnak a példányait válasszák ki.

A kutatók a virágok külső tulajdonságait, a pollenhiány magképződést korlátozó hatását, valamint a beporzók látogatási gyakoriságát elemezték. Minden bokron egy–három frissen kinyílt virágot jelöltek meg. A fenotípus fő mérőszáma a virágméret volt, mivel sok növénynél a nagyobb virágok jobban vonzzák a beporzókat. Ennél a fajnál ráadásul a szirmok és az olajmirigyek mérete között pozitív kapcsolat van. A virágokat mércével együtt lefényképezték, majd megmérték a két szélső oldalszirom közötti távolságot.

## Kézi beporzással mérték a pollenhiányt

Mindkét megfigyelési szakaszban a bokrok felét természetes úton hagyták beporzódni, a másik felük virágaira pedig kézzel vittek fel friss virágport. A pollent olyan másik növény frissen kinyílt virágából gyűjtötték, amely legalább három méterre állt a befogadótól. Ezzel csökkentették annak esélyét, hogy a donor és a befogadó klón vagy közeli rokon legyen. A portokokat eltávolították, majd a bibére dörzsölték.

Tizenöt nap múlva ellenőrizték a magképződést. A pollenlimitáció mutatója 1 mínusz a természetes beporzás mellett létrejött átlagos magszám és a kézi beporzással elért átlagos magszám hányadosa volt. Az 1-hez közeli érték súlyos pollenhiányt, a 0-hoz közeli érték megfelelő pollenellátottságot jelez.

A megjelölt virágok életének második napján azt is feljegyezték, látható-e a zászlószirmon a méhek állkapcsa által okozott nekrotikus sérülés. Így minden virágot két csoport egyikébe soroltak: legalább egyszer meglátogatta olajgyűjtő méh, vagy nem kereste fel ilyen beporzó.

A növényenként kialakult termések száma az alkalmazkodóképesség összesített jelzője volt. A relatív rátermettséget a termések számának, illetve a maggá fejlődött magkezdemények arányának szorzatából számították, majd a teljes populáció átlagához viszonyították. Ebbe az elemzésbe csak a természetes úton beporzódott 87 növény került be.

## Megfordult a szelekció iránya

A virágzás csúcsán a nagyobb virágú növények szaporodási sikere volt nagyobb, a későn virágzóknál viszont a kisebb virágok bizonyultak előnyösnek. A szelekció ereje is változott: a tömeges virágzáskor jóval erősebben hatott a virágméretre, mint az időszak végén.

A pollenlimitáció szintén jelentősen eltért. A virágzási csúcs idején az index 0,74 volt, vagyis súlyos pollenhiány mutatkozott. A kézzel is beporzott növények háromszor annyi magot hoztak, mint a kizárólag természetes beporzásra hagyott példányok.

A későn virágzó növényeknél ezzel szemben mindössze 0,03 volt az index. Magképződésüket alig javította a kézi beporzás, eredményük pedig a virágzási csúcs idején kézzel beporzott növényekével volt összevethető.

A kutatók három olajgyűjtő méhfajt figyeltek meg: a Centris aenea, a Centris caxiensis és a Centris perforator fajokat. A tömeges virágzás idején 134 virág mindössze 7,5 százalékán láttak látogatásra utaló sérülést. A későbbi szakaszban 140 virág 93,6 százalékán jelent meg ilyen nyom.

## Amikor a feltűnő virág már teherré válik

A méhek gyakrabban választották a nagyobb virágokat: minél nagyobb volt egy virág, annál valószínűbbé vált, hogy észreveszik. A nagy virág őszinte jelzésként szolgálhat, mert több nektárt, olajat vagy gyantát ígér a beporzónak akkor is, ha a jutalom a leszállás előtt nem látható.

Amikor kevés méh repült, a nagyobb virág ezért egyértelmű előnyt jelentett: gyakrabban kapott látogatást, és több mag képződött benne. Magas beporzó-aktivitás mellett azonban eltűntek a fenotípusok közötti különbségek. Minden növény elegendő látogatást kapott, megszűnt a pollenhiány, és alig maradt lehetőség a beporzók által közvetített szelekcióra.

Ilyenkor már nem a méhek látogatása, hanem a környezet erőforrásai válhatnak korlátozó tényezővé. A száraz erdőkre jellemző víz- vagy tápanyaghiányban a bőséges beporzás sem garantál sok magot. A nagy, feltűnő virágok fenntartása jelentős erőforrást igényelhet, így kevesebb maradhat a magok létrehozására. A nagy virág ezért előnyből teherré válhat, és a virágméret, valamint a szaporodási siker közötti kapcsolat negatív lehet.

Nem zárható ki ugyanakkor, hogy a nagy virágok a hímivarú funkción keresztül továbbra is előnyt jelentenek, például jobb minőségű vagy sikeresebben versengő pollennel. Ezeket a hatásokat azonban egyelőre nehéz mérni.

A vizsgálat szerint tehát a szelekció egyetlen virágzási időszakon belül is pozitívról negatívra válthat attól függően, hogy a beporzók aktivitása egybeesik-e a virágzással, illetve mennyire korlátozottak a növények erőforrásai. Emiatt a beporzók nem feltétlenül alakítanak ki tartós és kiszámítható szelekciós nyomást, az evolúciós változások pedig lassabbak lehetnek. A kutatók szerint a jövőben azt is érdemes megvizsgálni, miként befolyásolja a virágzási időszak hossza ezt a folyamatot: rövidebb szezonban kisebb lehet a szelekciós nyomás változatossága, így az evolúció is más pályát követhet.

A kutatást Liedson Tavares Carneiro és Isabel Cristina Machado jegyzi; tanulmányuk 2025-ben jelent meg az Annals of Botany folyóiratban (DOI: 10.1093/aob/mcaf126).