Растение симбиоз с муравьями

Удивительный симбиоз муравьев и растений

В природе существует немало примеров симбиоза – взаимовыгодного сотрудничества между организмами разных видов. Один из самых известных – цветковые растения и пчёлы-опылители. Но знали ли вы об удивительных отношениях между некоторыми видами муравьев и растений?

Мирмекофиты – именно так называются растения, которые предоставляют муравьям пищу или даже убежище, а те, в свою очередь, защищают свой «дом» от растительноядных насекомых и паразитических растений, подавляют развитие вредных грибков, а так же удобряют почву продуктами своей жизнедеятельности.

Домации

В тропических лесах можно встретить огромное количество растений-мирмекофитов. От остальных растений их отличает одна особенность: миллионы лет назад они научились отращивать специальные структуры – домации. В зависимости от вида растения, это могут быть полости внутри стеблей, клубней, шипов или черешков листьев, в которых могут поселиться муравьи.

Акация бычерогая (Vachellia cornigera), произрастающая в Мексике и Центральной Америке, известна своими симбиотическими отношениями с «акациевыми муравьями» (Pseudomyrmex ferruginea), внешне похожими формой своего тела на инопланетных ос.

В отличие от других акаций, акация бычерогая не вырабатывает собственный яд, так как испытывает недостаток горьких алкалоидов, которые должны содержаться в листьях растения и защищать его от поедания другими животными. Роль яда здесь играют жалящие муравьи-псевдомирмексы, чьи токсины способны причинить боль, равную 1.8 баллам по шкале Шмидта.

Своё имя дерево получило за сильно увеличенные (до 5 см в длину) полые шипы, напоминающие рога быков. Именно в полостях шипов и селятся муравьи. Помимо проживания, акация снабжает своих защитников сладкой пищей через белково-липидные узелки, названные Белтовыми тельцами, расположенными на кончиках листьев.

Похожие отношения сложились у Цекропии с муравьями рода Azteca и у дерева Макаранга с некоторыми видами муравьев из рода Crematogaster.

Не меньшего внимания заслуживает растение Мирмекодия, которое можно встретить в тропических лесах от Юго-Восточной Азии до севера Австралии. Основание стебля этого растения имеет очень крупное клубневидное вздутие, содержащее множество «комнат» для муравьев. Эти полости не имеют какой-либо упорядоченной структуры или рисунка и располагаются в случайном порядке. Полости связаны с внешней поверхностью небольшими отверстиями, которые служат одновременно как вентиляцией для тканей растения, так и проходами для муравьев.

Не все «комнаты» внутри этого растения одинаковы – их специализация делится на две функции. Полости с гладкой стенкой не имеют способности впитывать питательные вещества, именно в них и живут муравьи. Камеры же с шероховатой стенкой они используют как туалет и относят туда недоеденные остатки пищи, тем самым удобряя растение. Такой симбиоз позволяет растению получать большее количество питательных веществ, ведь муравьи здесь действуют как «мобильная корневая система».

Еще один пример сложных отношений между муравьями и растениями можно встретить в Южной Америке, только на сей раз в этой истории принимают участие и грибы. Муравьи Allomerus decemarticulatus селятся внутри стебля тропического растения Hirtella physophora из семейства Хризобалансовых и плетут из его волокон ловушку – просторную камеру. Для укрепления этой ловушки они используют гифы специфического грибка. Исследователи культивировали саженцы растения, но гриб в них не мог развиваться без муравьев. В отличие от других муравьев, этот вид не употребляет симбиотические грибы в пищу.

Сама ловушка работает так: муравьи устраивают засаду внутри неё, высовывая наружу через крошечные отверстия только лишь свои челюсти. Как только на растение садится ничего не подозревающее насекомое, муравьи хватают его за лапки и обездвиживают. Затем другие муравьи подбегают к жертве и начинают жалить её, полностью парализуя, после чего жертву расчленяют и уносят в гнездо.

Тёмная сторона содружества

Отношения между южноамериканскими муравьями Allomerus octoarticulatus и растением Кордия узловатая во многом похожи на отношения других муравьев и растений, пока не наступит время цветения. Муравьи атакуют почки, отрывая их, прежде чем они смогут распространять семена, тем самым, по сути, стерилизуя его. Когда исследователи впервые описали это интригующее поведение более десяти лет назад, они предположили, что, возможно, муравьи уничтожают цветы, чтобы способствовать росту вегетативных частей растения, то есть поступают так же, как садоводы, обрезающие цветки розы. Чем крупнее растение, тем больше живого пространства у муравьев.

Чтобы проверить это утверждение, исследователи измерили скорость роста стерилизованных и нестерилизованных растений. Разумеется, стерилизованные растения росли быстрее, обеспечивая больше места для обитающих внутри них муравьев.

Муравьи Allomerus octoarticulatus используют компромисс между размножением и ростом. Поскольку растение стерилизуется и больше не выделяет ресурсы для размножения, эти ресурсы перенаправляются в рост. Таким образом, в этих отношениях побеждает муравей, а растение, похоже, проиграло. Значит ли это, что муравей – действительно паразит, а не взаимный партнер? Трудно сказать. Кордия обычно живет около 77 лет, в то время как муравьиные колонии лишь 7-14 лет. Возможно, муравьи помогают растению выживать и расти до тех пор, пока его не заселит другой вид муравьев, который не станет стерилизовать своего «хозяина» и позволит ему размножаться.

Источник

Чем интересен симбиоз деревьев и муравьёв?

Разнообразие взаимовыгодного сожительства в природе вызывает восхищение. Деревья и крохотные муравьи — отличный пример такого симбиоза.

В Центральной и Южной Америке в пойменных лесах Амазонки произрастает внешне не примечательное дерево из семейства Бигнониевые — розовое дерево, или розовое лапачо. Вырастает это дерево до тридцати метров, нижняя часть ствола оголена, лишь две трети, а то и меньше, укрыто редкой кроной. Правда, в период цветения оно преображается, покрываясь крупными трубчатыми цветками — розовыми, лиловыми, белыми.

Издавна индейские знахари использовали внутреннюю часть коры для лечения многих заболеваний. Отвар коры под названием напиток лапачо до сих пор популярен в Латинской Америке как тонизирующее и укрепляющее организм средство. Одно время его считали чуть ли не панацеей от онкологических заболеваний и СПИДа.

Древесина розового дерева имеет приятный желтоватый цвет, благодаря наличию танинов, устойчива к воздействию внешней среды. Она довольно плотная и тяжёлая, поэтому в мебельной промышленности практически не используется, а для опорных элементов в строительстве древесина лапачо подходит отлично.

Вот это дерево и облюбовали местные муравьи в качестве безопасного жилья. В период разлива Амазонки шустрым насекомым приходилось бегством спасаться от воды, забираясь на стволы растущих здесь деревьев.

Со временем муравьи и деревья приспособились к совместному проживанию. Пока паводка нет, трудяги носят на стволы кусочки почвы, склеивают её липкими выделениями, сооружая таким образом гнёзда-домики. Вместе с почвой заносятся семена некоторых видов растений, которые прорастают и своими корнями укрепляют жилища.

Кроме розового дерева в Латинской Америке произрастают муравьиные деревья семейства Меластомовых. На черешках или листьях этих деревьев образуются вздутия, в которых живут мелкие, но очень агрессивные муравьи. Платой за проживание является защита деревьев от муравьёв-листорезов. Жители также остерегаются трогать такие деревья — стоит потрясти ветку, и полчища разъярённых насекомых набрасываются на нарушителей. Муравьиное поселение на тококе гвианской из семейства меластомовых
Фото: Источник

Некоторые виды латиноамериканских лиан также образуют на листьях подобные домики для муравьёв.

В дикой природе на севере Австралии и близлежащих островах сохранилось ещё одно муравьиное дерево — макаранга. Местные муравьи поселяются в его листьях, питаются сладкими выростами на дереве и выделениями тли, которая в изобилии живёт здесь.

Интересно содружество некоторых деревьев семейства Гречишных и муравьёв. Насекомые поселяются в молодом саженце дерева и по мере его роста прокладывают себе ходы по стволу. В результате муравьи свободно перемещаются внутри дерева, охраняя его при этом от вредителей. Дерево в благодарность кормит своих жильцов: на листьях и прилистниках находятся богатые питательными веществами желёзки.

Представляя взаимовыгодное сосуществование растений и муравьёв, невольно задумываешься о разумных жителях нашей планеты — наверное, следует и нам поучиться у них…

Источник

«Сады дьявола»: загадочный симбиоз муравьев и растений

• 

«Это место проклято дьяволом, здесь бродит злой дух Чулячаки, который позволяет расти только одному виду деревянистых растений рода Дуройя. Попадешь в него и тебя ждет неудачная охота, а то и что похуже», — так говорили местные жители Амазонии первым экспедициям натуралистов, пребывающим сюда в начале XX века.

Суеверия и чертовщина

Конечно, в такое объяснение белый человек не поверил. Однако, долгое время натуралисты сами не могли установить истинную причину, объясняющую почему кроме Дуройи в некоторых местах не растет ничего. Чаще всего говорили о том, что деревья выделяют какие-то вещества, подавляющие рост других растений возле себя.

Незаметные глазу

Внутри деревьев Дуройя образуются самые настоящие муравейники, соединенные между собой системой переходов. Например, самый большой подобный сад состоит из трех сотен деревьев, в которых живут пятнадцать тысяч маток, а также около трех миллионов рабочих муравьев, занимающихся регулярной прополкой прилегающих территорий.

Заметив росток другого растения, рабочие впрыскивают в него муравьиную кислоту, что приводит к его гибели. Таким образом насекомые защищают деревья, пригодные для создания муравейников, и способствуют их росту и распространению: площадь садов растет примерно на один процент в год.

Мирмекофиты

Именно так называются муравьи, образующие симбиоз, то есть взаимовыгодное существование, с растениями. Myrmelachista schumanni далеко не первые «садовники» муравьиного мира. Например, виды Azteca, Pseudomyrmex или Camponotus из семейства Pseudomyrmecinae живут внутри деревьев, а Allomerus decemarticulatus разводят грибы, которые привлекают и убивают насекомых.

Более того, деревья тоже не остаются в стороне: некоторые тропические виды акации научились выделять привлекающие муравьев вещества, а также создавать внутри ствола камеры и полости, пригодные для жизни и выделять питательные вещества для жителей муравейника.

Опасно ли это для природы

Несмотря на медленный, но уверенный рост «Садов Дьявола», серьезной опасности для экосистемы Амазонии они не представляют, так как у лимонных муравьев довольно много естественных врагов, которые регулярно сокращают численность этих насекомых. Кроме того, на определенном этапе муравьи сталкиваются с дефицитом кормовой базы и останавливают расширение своих владений.

Источник

Умные муравьи. Часть 1: Симбиоз с растениями

Трудно найти более организованных созданий на Земле, чем муравьи. Их способность изменять среду обитания под собственные нужды, напоминает человеческую. Муравьями занимается отдельная наука – мирмекология. [1] Согласитесь, в биологии не так уж много дисциплин, посвященных одному семейству.

На пути к успешному выживанию муравьи научились «находить себе друзей», то есть вступать в симбиоз с различными организмами. Сегодня мы приведем несколько ярких и необычных примеров симбиоза муравьев и растений.

Симбиоз с растениями

Растения предоставляют муравьям питание и место для жилья. Взамен умные насекомые убирают вредителей и защищают от фитофагов (растительноядных животных). Растения, находящиеся с муравьями во взаимовыгодных отношениях называются мирмекофиты. [2] Известно более 3 тысяч видов подобных растений.

Сады дьявола

В джунглях Амазонки, существуют территории, занятые только одним видом растений рода Дуройя, принадлежащим семейству Мареновых – Duroia hirsuta. Индейцы кечуа называют такие заросли садами дьявола и считают их местом обитания злобного духа леса Чулячаки.

Ученые долгое время считали, что доминирование Duroia hirsuta связано с ее способностью тормозить развитие других растений за счет выделения химических веществ (аллелопатия). Оказалось, что все дело в муравьях. [3]

Лимонные муравьи, названные так за способность распространять соответствующий запах в случае опасности, живут в полых стеблях растения. Myrmelachista schumann питаются сладкими выделениями щитовок (тли, червецов), защищают деревья от нашествий гусениц и прочих вредителей, отгоняют травоядных млекопитающих и… уничтожают все другие растения, впрыскивая в них содержание ядовитых желез.

Известны сады дьявола из кордии (Cordia nodosa), гвианской тококи (Tococa guianensis) и клидемии (Clidemia heterophylla). Самая крупная колония возрастом в 800 лет состоит из трехсот деревьев и обслуживается тремя миллионами муравьев. [4]

Висячие муравьиные сады

Уровень реки Амазонка во время паводка может пониматься на несколько метров. Поэтому муравьи вынуждены обитать на деревьях. Пока уровень воды невысок, насекомые старательно собирают строительные материалы для жилища, перетаскивают на «верхние этажи» тропического леса и скрепляют специальными выделениями.

Среди стройматериалов попадаются семена орхидей, бромелиевых и прочих растений-эпифитов, корневая система которых не требует почвы. Прорастая, семена не разрушают муравьиное гнездо, а наоборот скрепляют его и более плотно фиксируют на дереве. Явление получило название «висячие муравьиные сады». Смотрится красиво, но исследовать его опасно. Муравьи ревностно защищают свой дом, а заодно и растение из него произрастающее. [5]

Муравьиные сумки

На листьях деревьев рода меластомовых можно увидеть небольшие полые вздутия с отверстиями (формикарии), куда с удовольствием поселяются мелкие, но больно кусающиеся муравьи. Они охраняют растение от вредителей и муравьев-листорезов, нашествие которых за несколько часов способно полностью лишить дерево листвы. Люди также избегают трогать эти деревья. Квартиранты весьма болезненно наказывают нарушителей спокойствия.

Листья ластовневой лианы Aslepiadaceae прирастают к коре дерева-хозяина, высасывая из него влагу и питательные вещества. Под этими листьями обожают селиться муравьи, которые ревностно защищают и лиану, и дерево, к которому она прикрепилась, от агрессивных поползновений насекомых, животных и людей.

Лиана дисхидия Раффлеза, принадлежащая к тому же семейству, образует 2 типа листьев. Один по строению напоминает сумку, в которой со всем комфортом устраиваются муравьи, взамен охраняя растение от всяческих недоброжелателей. [6]

Акации

Симбиоз с акациями известен давно. Дерево предоставляет свои шипы для постройки гнезд, для пропитания служат нектарники и белок на поверхностях листьев. Муравьи же защищают кров и стол, отгоняя всех непрошеных гостей.

При исследовании этого явления обнаружены некоторые нюансы. Группа ученых под руководством Найджела Рейна обнаружила, что акация способна выделать вещества, по своему составу, напоминающие феромоны муравьев, выделяемые в случае опасности. Если растение нуждается в защите, подобные запахи заставляют муравьев проявлять повышенную агрессию.

Кроме того акация защищает свои цветы в период опыления. Часть нектара сбрасывается на стебли, чтобы насекомые могли наесться, не достигнув цветка. Сами цветы издают удерживающий муравьев аромат, пока не будут опылены. [7]

Возможно, что и другие мермикофиты используют подобные механизмы для объяснений с муравьями. Просто ученые еще о них не знают.

Если вам понравилось, прочитайте и другие наши статьи о симбиозе различных организмов:

Источник