Текст уведомления здесь
Гипервсасывающие участки внутренней поверхности одомашненных муравьями растений сквамеллярий. Они развились благодаря прицельным испражнениям муравьев, которые таким образом создали для себя живой домUniversity of Oxford

Прицельные испражнения превратили фиджийское растение в живой дом для муравьев

Это изменило систему поглощения азота у одомашненных муравьями покрытосеменных растений

Британские исследователи изучили строение растений с острова Фиджи, которые сажает и удобряет уникальный местный вид муравьев. Оказалось, что влияние насекомых-хозяев на одомашненные ими виды так велико, что у тех радикально изменилась система усвоения азота. Ученые предполагают, что похожие модификации могут иметь экономический смысл и для культурных растений, которые выращивают люди.
Добавить в закладки
Комментарии

Впервые аналог сельского хозяйства появился более 50 миллионов лет назад у муравьев-листорезов, которые отгрызали кусочки зеленых листьев растений и приносили их к грибницам, давая грибам субстрат для быстрого роста. Однако до самых последних лет ученые не знали, что фиджийские муравьи Philidris nagasau, подобно людям, одомашнили не только грибы, но и покрытосеменные растения. Впрочем, цели у них несколько иные, нежели у людей, и муравьи занимаются сельским хозяйством куда дольше: по современным данным, они возделывают шесть видов растений-эпифитов, известных как сквамеллярии (Squamellaria), как минимум три миллиона лет.

Сквамеллярии растут на других деревьях, но не паразитируют на них. Муравьи собирают их семена и специально переносят в трещины в коре подходящих больших деревьев. Затем они защищают семена от тех, кто может их съесть, а после того, как те прорастут, регулярно удобряют, прицельно испражняясь на молодое растение. Со временем сквамеллярия вырастает, оставляя во внешней оболочке отверстия, в которые муравьи могут входить и выходить, а более крупные насекомые — нет. Внутри взрослые сквамеллярии пронизаны ходами, подходящими для муравьев, и вообще структура такого растения напоминает муравейник. Только в таких «живых домах» и обитают муравьи.

Эпифитное растение Squamellaria wilsonii — «живой дом» для фиджийских муравьевJohn Game / Flickr

Авторы новой работы решили изучить, как именно взаимодействие с муравьями повлияло на то, как сквамеллярии всасывают питательные вещества. Эпифит находится высоко в воздухе и не касается корнями земли. Поэтому брать азот и минералы ему почти неоткуда — пыли для этого недостаточно, особенно во влажном тропическом климате. Поэтому нужное количество питательных веществ обычно поставляют муравьи со своими экскрементами.

Читайте также: Физики доказали, что муравьи — это жидкость

Исследователи использовали азот и минеральные вещества с люминесцирующими метками (слабо радиоактивными изотопами азота), внося их на внутренние поверхности сквамеллярий, которые обычно удобряют муравьи. Выяснилось, что активнее всего питательные вещества впитывались на своеобразных выростах, «бородавках», которые часто встречаются на тех внутренних поверхностях, где живут муравьи. Вне выступов поверхность растения поглощала любые вещества заметно хуже. Наблюдения показали, что муравьи прицельно испражняются именно на эти «бородавки».

«Бородавки», гипервсасывающие участки поверхности сквамеллярийUniversity of Oxford

По расчетам ученых, одомашнивание этих растений муравьями позволило сквамелляриям получать вдвое больше азота и иных необходимых веществ, которые нельзя усвоить из воздуха. Это заметно увеличило темпы их роста и принесло пользу как муравьям, так и их культурным растениям. Возможно, подобные модификации имели бы смысл и для некоторых культур, которые выращивает человек, ведь при достаточном количестве воды и солнечного света азот — главный ограничивающий фактор роста для покрытосеменных. Сейчас его вносят с помощью азотных удобрений, но часто растения не успевают всасывать нужное количество азота до того, как дожди смывают удобрения в реки. В результате фермеры расходуют слишком много удобрений, а водоемы загрязняются избыточным количеством азота, в результате чего реки и пруды чаще «зацветают». Если бы ученые смогли добиться того, чтобы выделенные зоны растений ускоренно всасывали питательные вещества, этого можно было бы избежать.

Добавить в закладки
Комментарии
Вам понравилась публикация?
Расскажите, что вы думаете, и мы подберем подходящие материалы