Войти
Муравьи акации Мирмекофиты ( / м ər м ɛ к ə е aɪ т /, в буквальном смысле «муравей-завод») являются растения, которые живут в мутуалистических ассоциации с колонией муравьев. Существует более 100 различных родов мирмекофитов. Эти растения обладают структурными приспособлениями, которые обеспечивают муравьям пищу и / или убежище. Эти специализированные структуры включают доматию, пищевые тела и внефлерные нектарники. В обмен на пищу и кров, муравьи помогают мирмекофиту в опылении, распространении семян, сборе необходимых питательных веществ и / или защите. В частности, доматия, адаптированная к муравьям, может быть названа мирмекодоматией.
Мирмекофиты поддерживают мутуалистические отношения с муравьями, принося пользу как растениям, так и муравьям. Эта ассоциация может быть факультативной или обязательной.
В облигатных мутуализмах оба вовлеченных организма взаимозависимы; они не могут выжить сами по себе. Пример этого типа мутуализма можно найти в роде растений Macaranga. Все виды этого рода служат пищей для муравьев в различных формах, но только облигатные виды производят доматию. Некоторые из наиболее распространенных видов мирмекофитных Macaranga взаимодействуют с муравьями из рода Crematogaster. Было обнаружено, что C. borneensis полностью зависит от своего растения-партнера и не может выжить без предусмотренных мест для гнездования и пищевых тел. В лабораторных испытаниях рабочие муравьи не выжили вдали от растений, и в естественной среде обитания они больше нигде не встречались.
Факультативный мутуализм - это тип отношений, при котором выживание обеих сторон (в данном случае растения и муравьев) не зависит от взаимодействия. Оба организма могут выжить без других видов. Факультативные мутуализмы чаще всего встречаются у растений, у которых есть внефлерные нектарники, но нет других специализированных структур для муравьев. Эти неисключительные нектарники позволяют различным видам животных взаимодействовать с растением. Факультативные отношения также могут развиваться между неместными растениями и видами муравьев, где совместная эволюция не происходила. Например, бобовые культуры Старого Света, завезенные в Северную Америку, могут быть защищены муравьями из другого региона.
Клубень на Myrmecodia tuberosa. Доматия - это внутренние структуры растений, которые, по-видимому, специально приспособлены для проживания муравьев. Эти полости встречаются в основном на стеблях, листьях и колючках растений. Доматию можно отнести к разным родам растений. Растения из рода Acacia имеют одни из наиболее широко известных форм доматии и являются одними из лучших примеров облигатного мутуализма муравьиной растений. Различные виды Acacia предоставляют множество ресурсов, необходимых для их созависимых собратьев. Один из этих ресурсов - потребность в убежище. На стеблях акации есть увеличенные шипы, которые муравьи выкапывают для использования в качестве жилищ. Поскольку на дереве есть их гнездо, эти агрессивные муравьи сильно реагируют на любое беспокойство дерева, обеспечивая мирмекофит защиту от травоядных травоядных животных и посягательств на виноградные лозы.
Доматию также можно найти в клубнях некоторых растений. Клубни образуются, когда гипокотили сеянца набухают, образуя полую структуру с камерами, в которой могут жить муравьи. Семейство растений Rubiaceae содержит наиболее известный клубневой мирмекофит Myrmecodia.
Увеличенные шипы и бельтийские тела на акации. Некоторые растения производят пищевые тела для использования другими организмами. Эти небольшие эпидермальные структуры содержат множество питательных веществ, которые удаляются и потребляются собирателями. Пищевые тела идентифицируются по основному питательному веществу, которое они содержат, и по роду растений, их производящих. Бельтийские тела находятся на кончиках листочков растений акации и содержат относительно высокое содержание белка. Беккарианские тельца находятся на молодых листьях рода Macaranga и особенно богаты липидами. Липиды также являются основным питательным веществом, содержащимся в жемчужных тельцах на листьях и стеблях растений охрома. Большинство муравьёв, обитающих на растениях Cecropia, используют последний тип пищевых тел в качестве основного источника пищи. Примечательно, что эти мюллеровы тельца, обнаруженные на стебле листа, в основном состоят из гликогена. Гликоген является основным запасным углеводом, обнаруживаемым у животных, и чрезвычайно редко встречается в растениях.
| | | | |
| Бельтийские тела | Протеин | Акация | Советы по листовкам |
| Беккарианские тела | Липиды | Macaranga | Молодые листья |
| Жемчужные тела | Липиды | Охрома | Листья и стебли |
| Мюллеровы тела | Гликоген | Cecropia | Черешок листа |
Внецветковые нектарники на черешке листа Prunus avium. Внецветковые нектарники - это железы, производящие сахар, которые находятся вне цветочных структур растений. Они встречаются у многих различных видов растений по всему миру и чаще всего связаны с вегетативными структурами, которые обычно не имеют нектарников, такими как листья, стебли и веточки. Эти секретирующие структуры часто не являются исключительными, поскольку нектар может потребляться множеством животных; однако у некоторых облигатных растений-мирмекофитов, таких как Acacia collinsii, внеклеточный нектар модифицируется так, чтобы быть привлекательным только для партнеров-муравьев в симбиозе. Таким образом, полученный нектар служит пищей для муравьев, которые, в свою очередь, защищают мирмекофитов от травоядных животных. Вид лиственного дерева, на котором видны нектарники вне флоры, Catalpa speciosa, демонстрирует меньшую потерю листовой ткани на ветвях, защищенных муравьями, и увеличение количества производимых семян.
В отличие от своих пчелиных сородичей, муравьи редко опыляют растения. Были сделаны различные предположения относительно того, почему муравьи являются плохими опылителями, хотя ни одно из них не было проверено: а) муравьи не летают, ограничивая перенос пыльцы на достаточно большое расстояние, чтобы вызвать перекрестное опыление, б) муравьи не кормятся систематически, как пчелы, и в) муравьи не покрыты шерстью и слишком часто моются, чтобы пыльца не попала на другие растения. В большинстве случаев опыления муравьями муравьи являются одним из нескольких опылителей; Это означает, что опыление растений не полностью зависит от муравьев. Однако орхидею Leporella fimbriata может опылить только ее крылатый партнер-муравей ( Myrmecia urens ).
Семена Afzelia africana с оранжевыми элайосомами. Myrmecochory, что буквально переводится как «муравейник», означает сбор и распространение семян муравьями. Муравьи распространяют более 30% весеннецветущих травянистых растений в восточной части Северной Америки. В этом сценарии выигрывают и растение, и муравей. Муравьи снабжены элайосомой, отделяемым пищевым телом, находящимся на поверхности семени. Элайосомы имеют разнообразный состав, обычно с высоким содержанием липидов и жирных кислот, но также содержат аминокислоты, сахара и белок. Муравьи удаляют элайосому после того, как семя было доставлено в колонию. В результате семена надежно помещаются в богатый питательными веществами субстрат, защищенный от хищников, что дает растению оптимальные условия для посева семян.
Myrmecotrophy, что означает «питаемый муравьями», - это способность растений поглощать питательные вещества из груд мусора, оставленного муравьиными гнездами, или, в случае Nepenthes bicalcarata, из муравьиной эгесты. Тропическое дерево Cecropia peltata получает 98% азота из отходов, которые оставляют его муравьиные аналоги.
Недавнее исследование Chanam et al. показали, что растения, несущие доматию, могут иметь преимущество даже до установления специализированного симбиоза, основанного на защите, поскольку питательные преимущества могут быть обеспечены разным набором жителей доматии, которые могут включать несколько видов муравьев (включая защитные, не защитные и даже растительные). -повреждающие виды, такие как Crematogaster dohrni), а также другие беспозвоночные, в том числе древесные дождевые черви. Лишь некоторые особи мирмекофитов Humboldtia brunonis (найденный в Западной Гате в Индии ) медвежий Domatia на некоторых из их филиалов, в то время как все люди производят extrafloral нектара. Каждый domatium образован видоизмененными раздутыми и полыми междоузлиями. Эти доматии имеют самооткрывающуюся щель, которая обеспечивает доступ к внутреннему пространству domatium, и в дополнение к муравьям- защитникам они подвержены вмешательству жителей (в том числе многих видов незащищающих муравьев и древесного дождевого червя Perionyx pullus).
Более ранние исследования установили, что растения H. brunonis, несущие доматию, имеют более сильное завязывание плодов и, следовательно, больший репродуктивный успех, чем растения H. brunonis без доматии. Ткани растений около доматии получали 17% и 9% азота от муравьев (защитных и не защитных) и дождевых червей соответственно. Поглощенные питательные вещества также отправились в далекие ветви; следовательно, завязка плодов не различалась между ветвями с доматией и без нее. Это исследование показало, что незащищающие вторжения в доматии по-прежнему способствуют большему благополучию растений, внося свой вклад в питание растений.
Муравьи сотрудничают, чтобы расчленить вторгшегося муравья. Поскольку растения предоставляют муравьям необходимые ресурсы, необходимость защиты растений и этих ресурсов чрезвычайно важна. Многие мирмекофиты защищены как от травоядных, так и от других конкурирующих растений с помощью их муравьин-симбионтов. Например, Acacia cornigera тщательно охраняется своим облигатным партнером-муравьем, Pseudomyrmex ferruginea. Одна колония P. ferruginea может содержать более 30 000 муравьев и может ухаживать за несколькими деревьями акации. Муравьи-солдаты чрезвычайно агрессивны, патрулируют деревья двадцать четыре часа в сутки. Любое нарушение дерева вызывает тревогу у муравьев, которые затем набирают больше рабочих изнутри роговой домии. Эти муравьи защищают акацию, кусая, яростно жаля и обрезая всех нарушителей. Муравьи защищают растение от других насекомых и позвоночных травоядных, от вторжения грибов, а также от других растений.
