«Муравьи-садоводы» умеют не только сажать семена, но и проводить их селекцию
Триллиумы, гиацинты, фиалки и еще 11 тысяч видов полевых цветов производят на своих семенах элайосомы — калорийный придаток, богатый липидами и белками, единственная цель которого привлечь муравьев. Насекомые уносят семена в свои гнезда и кормят личинок содержимым элайосомы. Когда личинка съедает элайосому, муравьи относят семена в место, куда они складывают все отходы. Это место богато питательными веществами из трупиков умерших муравьев, и там семена прорастают.
Такой тип симбиотических отношений между растением и муравьями давно известен и называется дисперсным мутуализмом. Однако на прошлой неделе на ежегодном собрании Экологического сообщества Америки исследователи сообщили, что отношения между муравьями и растениями не ограничиваются только этим обменом.
Оказалось, что муравьи не только переносят семена, но и являются активными садоводами, предпочитая одни семена другим и, возможно, защищая свои личинки от болезней.
Многие муравьи питаются элайосомами, но в лиственных лесах Европы и Северной Америки, сухих лесах Австралии и кустарниках Южной Африки есть несколько десятков видов муравьев из рода Aphaenogaster, которые помогают семенам не только в транспортировке. Эти муравьи способны производить эффективные противомикробные вещества, чтобы защищать себя и своих сородичей.
Чтобы выяснить, как эти антибиотики могут повлиять на микробные сообщества семян, биологи Чарльз Квит, Хлоя Лэш и Мелисса Креггер из Национальной лаборатории Ок-Ридж секвенировали ДНК микробов на семенных оболочках трех распространенных растений, зависящих от муравьев: дикого имбиря, сангвинарии и джефферсонии. У этих семян был обнаружен сложный и уникальный микробиом, состоящий из сообществ бактерий и грибов. После того, как муравей брал такое семя, его микробиом значительно сокращался, очевидно из-за антимикробной обработки.
По мнению ученых, такое изменение микробиома семян может благотворно влиять на их жизнеспособность, время прорастания и на будущее здоровье растений. Было также обнаружено, что муравьи имеют свои предпочтения, которые могут влиять на успех растений. Когда муравьям давали семена различных видов триллиумов, насекомые быстро подбирали некоторые из них, оставляя другие гнить.
Чтобы выяснить, как муравьи делают свой выбор, ученые использовали масс-спектроскопию и другие методы анализа химического состава элайосом. Они обнаружили, что муравьи собирают семена на основе определенной комбинации и концентраций олеиновой кислоты и других соединений, производимых растением, 20 из которых являются уникальными для триллиумов.
По словам Кирстен Прайор, эколога из Бингемтонского университета, вкусы муравьев могут повлиять на распределение видов растений. «Муравьи, распространяющие семена, предпочитают широко распространенные виды триллиумов по сравнению с редкими видами», — говорит Прайор.
Исследователи акцентируют внимание на важность партнерства муравьев и растений. В лесах, пострадавших от действий человека, где муравьев может быть мало, семена могут не попасть в плодородную почву, что негативно скажется на экосистемах. «Если муравьи исчезнут, то существует реальная вероятность того, что мы потеряем растения, а также другие виды, которые зависят от муравьев и растений», — заключает Джудит Бронштейн, эволюционный эколог из Университета Аризоны.
Узнайте, почему крысы-саперы лучше металлодетекторов.
