Как муравьи распространяют семена
МУРАВЬИ И СЕМЕНА
Деятельность муравьев в лесу очень многообразна и в общем полезна. Их недаром называют санитарами леса. Они уничтожают множество вредных насекомых — гусениц, бабочек, взрослых жуков и их личинок и т. д. Всю эту живность муравьи обычно приносят к себе в муравейник. Принесенные трофеи служат им пищей. Интересно, что муравьи приносят к себе в жилище также и семена растений. Но, конечно, не всяких, а только вполне определенных. И надо сказать, что таких растений немало (копытень, различные виды хохлаток, фиалок и т. д.). Их семена имеют для муравьев пищевую ценность. Дело в том, что каждое семя снабжено сочным мясистым придатком, а он пригоден в пищу.
Найдя такое семя где-то в лесу, муравей несет его в свое жилище. Однако, ношу не всегда удается доставить по назначению. Что-то может помешать этому. Муравей роняет семя по пути к муравейнику. Потерянное семя может прорасти и дать начало новому растению. Так муравей невольно делает посев.
Масштабы этого явления достаточно широки, а роль муравьев как разносчиков семян значительна. Это — один из самых обычных способов распространения семян лесных трав. Конечно, муравьи разносят семена на относительно небольшое расстояние, измеряемое всего лишь несколькими метрами.
Это не перенос ветром, когда семя может улететь очень далеко, на сотни метров и даже на целые километры (например, у кипрея, иван-чая и др.).
И еще одна интересная подробность. Муравьи разносят не только семена, снабженные особым мясистым придатком, но и такие, у которых никакого придатка нет. Таковы, например, семена многих злаков и осок (с ботанической точки зрения это плоды). Их тоже разносят по лесу муравьи. Но что заставляет насекомых переносить семена, лишенные придатков, не вполне ясно.
Связь муравьев с растениями в лесу не ограничивается только распространением семян. Муравьи иногда выступают в роли опылителей цветков. Так, они опыляют, например, цветки копытня. Эти цветки никогда не поднимаются над поверхностью почвы и обычно спрятаны в слое лесной подстилки. Они вполне доступны для муравьев. Проникая без труда внутрь цветка, муравей переносит пыльцу с тычинок на рыльце пестика. Для других насекомых цветки копытня мало доступны.
Как же выглядят эти цветки? Величиной они с горошину и у каждого только три остроконечных лепестка коричневато-вишневой окраски. Цветок сидит в развилке между двумя крупными листьями, имеющими характерную форму. Они напоминают след копыта лошади (отсюда и название растения).
Итак, муравьи играют немалую роль в размножении лесных трав. Они могут опылять цветки и переносить семена.
Остается еще раз напомнить, что муравьи — очень полезные обитатели леса. Поэтому их нужно всячески оберегать. Защиты и охраны требуют прежде всего муравейники. Их, конечно, ни в коем случае нельзя разрушать или повреждать. А там, где в лесу бывает особенно много посетителей, нужно специально огораживать муравьиные жилища. Сохранение муравейников очень важно для поддержания здоровья леса.
Источник
Как муравьи распространяют семена
«Станция юных натуралистов» запись закреплена
Первоцветы и муравьи — что у них общего?
Оказывается, первоцветы не только кормят своим нектаром первых весенних насекомых. Для распространения семян они придумали хитрый трюк – на семенах есть питательные придатки, которые любят муравьи. Муравьи утаскивают семена к себе в муравейник и иногда теряют по дороге. Или съедают только эти придатки-пироженки, а семена оставляют. Так и расселяются по лесу эти маленькие растения. Ведь их семена не могут «уехать» на шерсти животных из-за низкого роста. А в гуще листвы ветер им не поможет.
С помощью муравьёв распространяют семена пролеска (автор Тимур), хохлатка (автор – Слава) и гусиный лук (автор – Пётр).
Пролеска не боится заморозков, ведь в её клетках много сахара. Её выращивают на клумбах, в Ботаническом саду. Хохлатка и гусиный лук встречаются у нас в Краснообской роще.
У хохлатки четыре лепестка срослись в шпорец, в котором накапливается сладкий нектар. Его могут достать только насекомые с длинным хоботком, например, шмели. Хохлатки опыляются комарами и мухами-журчалками.
Гусиный лук и пролеска занесены в Красную книгу нашей области.
Любуйтесь! Изучайте! И берегите первоцветы!
Источник
Распространение плодов и семян муравьями (мирмекохория)
Распространение зачатков муравьями получило название мирмекохории (от греческ. мирмекс — муравей).
Мирмекохория — одна из форм синзоохории. Она встречается в различных географических зонах и растительных группировках и охватывает множество видов травянистых растений из различных семейств. Мирмекохория характеризуется наличием строго специализированных приспособлений как в морфологии зачатков и биологии плодоношения растений мирмекохоров, так и в инстинктах муравьев — собирателей семян.
Вообще взаимоотношения между муравьями и растениями очень своеобразны и не ограничиваются только тем, что муравьи собирают семена или плоды различных видов растений. Главным образом во флоре тропиков имеется немало растений, относимых к мирмекофильным или «муравьиным». Чаще всего это растения, которые служат местом поселения муравьев. Муравьи устраивают свои жилища или внутри полых стеблей или среди ветвей таких растений. Есть виды, которые «культивируются» муравьями либо ради съедобных частей самих растений, либо ради тлей, живущих на них и используемых муравьями.
В некоторых случаях муравьи поедают нектар цветков и производят опыление. Наконец, своеобразный видовой состав растений на муравейниках и вокруг них определяется обычно тем, что почва здесь сильно разрыхлена муравьями и поэтому хорошо аэрирована. Так, Тахтаджян в своем ботаникогеографическом очерке Армении указывает на своеобразные растительные группировки, произрастающие на муравейниках Messor barbarus и заметно отличающиеся от окружающего их покрова ахиллейной и полынной полупустыни. Замечательно, что различные виды растений на муравейниках располагаются правильными концентрическими кольцами, причем самое внутреннее кольцо образуют обитатели легких, хорошо аэрированных почв. Такая закономерность в распределении видов соответствует возрастанию рыхлости почвы на муравейнике от его периферии к центру.
Интересный случай связи муравьев с подмаренником северным описал Зыков, наблюдавший это явление на одном из северных отрогов Кузнецкого Алатау. На вершине гряды на полянках в большом количестве встречались муравейники обычной конусовидной формы и высотой в 60 см. Во всех случаях муравейники скрывались в зарослях высоких цветущих экземпляров подмаренника, образующего плотное кольцо вокруг муравейника. Такую приуроченность муравейников к подмареннику Зыков объясняет тем, что муравьи селятся в зарослях этого вида, находя здесь хорошую защиту от зимних холодов и ветра и довольно обильную пищу в виде нектара, а подмаренник находит на муравейниках хорошо аэрированную и отчасти удобренную почву, а также достаточное количество опылителей.
Из приведенных примеров видно, что здесь не всегда имеет место разнос зачатков муравьями и что следует различать понятия мирмекофильных и мирмекохорных растений.
Для одних видов растений разнос муравьями является единственным способом распространения зачатков. В этих случаях говорят об обязательной или облигатной мирмекохории. У других видов мирмекохория сочетается с другими приспособлениями, иными словами, имеет место диплохория, и мирмекохория является уже факультативной. Чаще всего мирмекохория сочетается с автохорным разбрасыванием семян, а иногда с баллистическими приспособлениями или с гемианемохорией.
У огромного большинства мирмекохоров зачатки снабжены особыми придатками из паренхиматических клеток, богатых жирным маслом. Придатки эти, названные элайосомами (от греческ. elaion — масло и soma — тело) или масляными тельцами, поедаются муравьями; ради них муравьи и собирают зачатки. Даже в тех случаях, когда элайосомы не содержат масла, они сохраняют свое название как орган, привлекающий муравьев.
В противоположность мягким и сочным придаткам, мирмекохорные плоды или семена имеют прочные оболочки и хорошо защищены от повреждения муравьями. Довольно часто мирмекохорные зачатки вместе с элайосомами бывают покрыты волосками или ворсинками. Сернандер полагает, что такая опушенность сближает зачатки с насекомыми и их личинками, что еще больше привлекает муравьев. Мирмекохорными зачатками в равной мере могут быть как семена, так и плоды. Морфологическая природа элайосома — самая разнообразная: он может являться как частью плода или семени, так и видоизмененной частью цветочного или даже внецветкового органа.
Сернандер, детально изучивший мирмекохоров Европы, различает 15 типов мирмекохорных зачатков, главным образом по происхождению элайосома. Первые 8 типов классификации объединяют обязательных мирмекохоров, а в остальные 7 типов входят те виды, у которых наряду с мирмекохорией имеются и другие способы распространения зачатков. Вся классификация Сернандера слишком громоздка, а некоторые типы ее включают всего лишь 1—2 вида. Остановимся лишь на важнейших типах, хорошо различающихся между собой. Приводимая здесь нумерация типов не полностью совпадает с нумерацией схемы Сернандера, но в скобках приводятся данные им названия типов (характерный представитель).
Тип 1. (Puschkinia — тип). Семена без элайосома. Приманкой для муравьев служит масло, содержащееся в оболочках клеток семенной кожуры.
К этому типу относятся некоторые лилейные: лук медвежий (Allium ursinum), птицемлечники (Ornithogalum), пушкиния и др. По нашим наблюдениям, к этому же типу принадлежит касатик безлистный (Iris aphylla).
Тип 2. (Viola odorata — тип). Семена с хорошо развитым элайосомом, который представляет собой карункулу или строфиоль. Этот тип очень богат видами. Он охватывает значительное большинство мирмекохоров, у которых зачатками служат семена.
Сюда входят некоторые лилейные: гусиный лук (Gagea lutea G. minima), пролески (Scilla sibirica, S. amoena); ряд видов фиалок (Viola odorata, V. hirta, V. pubescens,V. suavis), хохлаток (Corydalis), вероник; чистотел (Chelidonium majus), ожика волосистая (Luzula pilosa) и многие другие. Такого же типа семена имеют и некоторые марьянники (Melampyrum cristatum, М. argyrocomum).
По существу к этому же типу нужно отнести и те виды, которые Сернандер выделяет в особый тип молочая (Euphorbia — тип). По Сернандеру эти группы различаются тем, что в типе молочая коробочки обладают разбрасывающим механизмом (многие виды молочая, фиалок, пролесника — Mercurialis), но такой же механизм, может быть слабее выраженный, имеют все фиалки и чистотел (Chelidonium).
Тип 3. (Hepatica — тип). Зачатком является плод или плодик, основание которого превратилось в элайосом. Представители этого типа — некоторые дымянки (Fumaria), лапчатка белая (Potentilla alba); из лютиковых — печоночница (Hepatica nobilis), чистяк весенний (Ficaria verna), адонис весенний (Adonis vernalis).
Тип 4. (Ajuga — тип). Дробные плоды с маслянистым сочным придатком у основания мерикарпиев. Этот тип включает много видов бурачниковых и губоцветных: воловик полевой и лекарственный (Anchusa arvensis, A. officinalis), ряд видов Nonea, медуница (Pulmonaria officinalis и Р. mollissima), окопник (Symphytum) и др. Из губоцветных — многие виды дубровки (Ajuga) и яснотки (Lamium), зеленчук (Galeobdolon luteum), розмарин лекарственный (Rosmarinus officinalis).
Тип 5. (Carex digitata — тип).
К этому типу принадлежат те виды осок, у которых основание мешочка (прицветников) образует элайосом. К мирмекохорным осокам относятся Carex digitata, С. ericetorum, С. montana, С. pediformis и др.
Тип 6. (Melica nutans — тип).
Плод с элайосомом, представляющим видоизмененную часть соцветия. Этот своеобразный тип включает лишь виды перловников и прежде всего перловник поникший (Melica nutans).
Элайосом у перловников — это недоразвитый и видоизмененный верхний цветок колоска, сидящий на коротенькой цветоножке и опадающий вместе с одним из плодущих цветков. Таким образом, из двух плодов, развивающихся в колоске перловника, только один является мирмекохорным. О способе распространения другого плода, лишенного элайосома, уже говорилось выше, в главе об автохории.
Тип 7. (Galactites — тип). Семянки сложноцветных с легко опадающим хохолком. Элайосом образован основанием столбика.
Представители типа — некоторые чертополохи (Carduus Kerneri, С. Thoermeri, С. pycnocephalus), бодяк бесстебельный (Cirsium acaule) и др.
Источник
«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.
Зачем России нужен Северный морской путь
Сайгаки: ликбез о степных антилопах
Мы пойдем на Север: экотуризм в нацпарке «Онежское Поморье»
Источник