Как муравьи обогнали людей

Муравьи начали возделывать растения раньше человека. Зачем муравьи научились высаживать семена, кто в природе может служить примером выгодного партнерства и что такое «эпифит».

Правильно когда-то подметил дедушка Крылов: муравьи — одни из самых трудолюбивых живых существ. Это утверждение баснописца постоянно подкрепляется учеными. Последний раз это было доказано на примере видов, обитающих на островах Фиджи.

Этот архипелаг не зря так любим энтомологами, ведь именно в тропических лесах Фиджи можно обнаружить более трех тысяч насекомых, из которых муравьев около двух сотен. Сюзанна Реннер и Гийом Хомицки, научные сотрудники Мюнхенского университета Людвига-Максимилиана, проследили эволюцию поведения муравьев на протяжении нескольких миллионов лет и выдвинули гипотезу о том, что эти насекомые начали активно обрабатывать растения задолго до того, как человек освоил сельское хозяйство.

Случилось это, по подсчетам биологов, приблизительно три миллиона лет назад — в эпоху плиоцена, когда, на минуточку, австралопитеки еще только по лесам разгуливали. Работа исследователей была опубликована в журнале Nature Plants.

Мареновые и муравьи, объединяйтесь!

Проведенное исследование не впервые доказывает преобразующие действия насекомых по отношению к растениям. Ранее было замечено, что некоторые виды, такие как муравьи-листорезы и жуки, культивировали грибы. В первую очередь это нужно насекомым для защиты, однако нередко их активные действия приносят пользу и растениям.

Как отдельный вид взаимовыгодных отношений между живыми организмами выделяется симбиоз тропических муравьев и растений. В ходе недавней научной работы Реннер и Хомицки описали еще один вид отношений между эндемиками архипелага Фиджи — муравьями Philidris nagasau и шестью видами растений Squamellaria. От пяти из них муравьи еще и подпитываются сахарами.

Растения рода Squamellaria — эпифиты, то есть они растут не на почве, а на других представителях флоры, как правило на деревьях. Однако назвать его паразитом было бы слишком поспешно: все необходимые питательные вещества эпифит не отбирает у «арендодателей», а получает из окружающей среды. Крепкая дружба и взаимосвязь между мареновыми и муравьями появилась не вчера.

Запутанная нижняя часть стеблей растений напоминает насекомым родные дома с множеством ходов-выходов. Мареновые предоставляют муравьям зеленый кров, куда для обустройства маленькие «работяги» по привычке тащат все, что ни попадя. Например, останки растительных организмов, из которых эпифиты берут питательные вещества. Наблюдая за поведением Philidris nagasau, Реннер и Хомицки заметили, что насекомые способны не только обустраиваться среди Squamellaria, но и самостоятельно их выращивать.

В данной работе Реннер и Хомицки особенно подчеркивают, что взаимодействие между Philidris nagasau и Squamellaria не факультативно, а обязательно, в отличие от ранее исследованных взаимовыгодных для растений и муравьев видов сожительства. Муравьи и растения в равной степени взаимозависимы и друг без друга им просто не выжить.

Что им стоит дом построить?

В трещины в коре дерева-хозяина насекомые помещают семена и сухие плоды мареновых. Из таких «посевов» в муравьином жилище получаются полые комнаты, куда периодически наведываются насекомые. Оставляя внутри отходы жизнедеятельности, муравьи укрепляют ими «комнатные» стены, как штукатуркой.

Эти же испражнения отлично удобряют молодые Squamellaria, что позволяет мареновым расти, даже не имея доступа к плодородным почвам тропиков. Со временем муравьиные жилища внутри деревьев разрастаются, и в них насекомые могут безбоязненно откладывать яйца и основывать колонии.

Биологи из Мюнхенского университета также описали, как в созданной монокультуре растений (по-научному, а более понятно — единственном обрабатываемом растении на одном участке в течение нескольких лет) образуется сеть муравейников, связанных дорожками на дереве-хозяине, с царицей (она же матка) в самом центре муравьиного города.

Было доказано, что дорожки связывают между собой только те Squamellaria, семена которых насекомые сами и посадили.

Эволюционировать, так вместе!

Для того чтобы определить, когда муравьи вперыве занялись фермерством, биологи реконструировали историю развития данных видов насекомых и растений. Ученые установили, что коэволюция, или параллельное изменение организмов одной экосистемы, произошла около трех миллионов лет назад. Эпифиты приобрели специальные приспособления для крепления к коре деревьев, а муравьи начали определенным образом закладывать в них семена растений.

Реннер и Хомицки планируют продолжить исследовательскую работу в этой области. Далее они собираются выявить используемые муравьями химические сигналы, с помощью которых регулируются основные этапы возделывания растения.