Мутуализм: сожительство насекомых и растений

Сожительство муравьиных семейств и некоторых деревьев — чуть ли не типичнейший пример мутуализма, то есть взаимовыгодных отношений. Деревья предоставляют насекомым крышу и стол, а те в свою очередь отгоняют от них травоядных животных. Однако недавно выяснилось, что мураши всё же жульничают ради размножения своего рода.

Учёные из Гарварда исследовали южноамериканское растение Cordia nodosa, на котором часто селятся муравьи вида Allomerus octoarticulatus. Оказалось, что насекомые действительно защищают дерево, но при этом уничтожают eго цветки. Таким образом, они его фактически стерилизуют, то есть делают бесплодным.

Зачем?

Эколог Меган Фридрексон (Megan Frederickson) считает, что таким образом мураши увеличивают свою численность. Ведь чем меньше плодов и семян, тем больше растение вкладывается в свой рост. А чем больше на дереве веток, тем больше места для жизни и размножения.

Поясним. A. octoarticulatus живут в особых полостях внутри дерева (domatia), там же они «выращивают» и «доят» насекомых, которые производят сладкие выделения .

Чтобы протестировать свою гипотезу, Меган отправилась в Перу, где она отобрала несколько растений C. nodosa, на которых жили более дружелюбные мураши другого вида. Затем исследовательница срезала цветки дерева (имитируя деятельность A. octoarticulatus) и через несколько месяцев проверила количество тех самых полостей. Оказалось, что на обрезанном дереве их стало в четыре раза больше, чем на обычном.

Радует, что растение не становится неплодоносящим навеки: в случае если колонии A. octoarticulatus покинут определённое дерево, оно спустя некоторое время сможет снова расцвести, отмечает Фридрексон в своей статье в журнале American Naturalist.

Видео: Симбиоз в мире животных (рассказывает биолог Николай Зиненко)

Нередко муравьи питаются сладким нектаром растений и живут в гнёздах под толстой корой. Подобные отношения позволяют насекомым получать крышу над головой и пищу, а растению – кусачих защитников от травоядных животных

Совместное существование муравьёв и растений в течение многих поколений создало интересный пример взаимовыгодной, хотя и не всегда честной манипуляции. Об этом сообщают биологи из Лондонского университета (Royal Holloway, University of London) и их коллеги из университетов Сент-Эндрю (University of St. Andrews) и Лунда (LU).

Видео: Фикус с грибами - редкостный симбиоз растений

В исследовании, результаты которого опубликованы в журнале Functional Ecology (статью можно также прочесть в формате PDF-документа), команда доктора Найджела Рейна (Nigel Raine) описывает сожительство и сотрудничество муравьиных семейств и акации.

Само по себе взаимодействие такого типа не новость. Интересно другое: как и в любой сделке, в подобном союзе растений и насекомых каждый из партнёров стремится при первом удобном случае получить больше выгоды.

По словам учёных, некоторые из веществ-репеллентов, производимых акацией, — химическая имитация феромонов, которые муравьи используют для общения. «Мы распылили вещество над муравьями, чтобы увидеть, как они будут реагировать. Насекомые сразу же начали вести себя весьма возбуждённо и агрессивно», — объяснил Рейн.

Подобно тому как это делают сами муравьи при появлении опасности, растение манипулирует своими жильцами, используя их сигнальную систему запахов и подсказывая таким образом, когда его нужно защитить. Но и это ещё не всё.

Ранее для специалистов было загадкой, почему в период опыления, когда цветки растения открыты и беззащитны для внешних воздействий, муравьи их не трогают. Естественных барьеров наподобие скользких и липких поверхностей, препятствующих проникновению насекомых с земли, у акации нет.

Как выяснили учёные, растение использует сразу два подхода для решения этой проблемы. Во-первых, оно даёт своеобразную «взятку» живущим на нём муравьям, сбрасывая малые дозы нектара на стебли, чтобы он поедался, не доходя до цветов. Кроме того, акация использует неприятные для насекомых запахи, удерживая муравьёв на расстоянии от нектара на период опыления, точно так же, как привлекает их для своей защиты.

Видео: Биология 3. Виды симбиоза — Академия занимательных наук

По словам Рейна, столь тщательно проработанная система показывает, сколь долго муравьи и «их» растения развивались совместно, охраняя и контролируя друг друга.

Вот еще чему причиной могут быть муравьи.

«Сады дьявола» — это загадочные участки в амазонских лесах, на которых растёт только один вид деревьев, и никакой другой. Происхождение такой неестественной «прополки» выяснили биологи из Стэнфорда (Stanford University), отправившись для этого в Перу.

Название «Сады дьявола» происходит от поверия местных жителей, считающих, что в этих местах живёт злой лесной дух Чуйатаки.

Учёные, оказавшись на месте, решили проверить две версии. Первая — виновность растущих там деревьев вида Duroia hirsuta. Они могли использовать химикалии, чтобы «запрещать» рост других видов растений поблизости. Такое явление известно биологам.

Другая версия — виновность муравьёв Myrmelachista schumanni, называемых также «муравьями садов дьявола», так как они живут в стеблях Duroia hirsuta.

Именно рабочие муравьи, как оказалось, и проводят селекцию растений. Они просто убивают зелёные ростки иных видов, чемDuroia hirsuta, впрыскивая в их листья муравьиную кислоту как гербицид.

Как показали опыты с высаживанием соперничающих растений в «Садах дьявола» — атакованная зелень погибает за сутки. Контрольные посадки вне зоны «ответственности» муравьёв — процветали.

Таким способом муравьи дают своим любимым деревьям свободно разрастаться, без конкуренции, тем самым, расширяя свои жилища.