Растения привлекают муравьев нектаром вокруг цветков
Растения привлекают муравьев нектаром вокруг цветков, но не в самих цветках. К такому выводу пришли ученые из университета Эдинбурга (Великобритания), под руководством Норы Вильямил-Буэнростро (Nora Villamil-Buenrostro). Статью по итогам их исследования, опубликованную в журнале Biotropica, пересказывает пресс-релиз Университета Эдинбурга.
Авторы изучили закономерности выделения сладкого нектара, привлекающего муравьев, разными органами растения маракуйи во время его цветения и плодоношения. Оказалось, что больше всего нектара выделяют листья, окружающие цветки (а потом формирующиеся плоды). Биологический смысл такого приспособления понятен: в указанный период именно цветки и плоды — самая ценная часть растения, и оно стремится оберегать их от травоядных насекомых, которых муравьи уничтожают. С другой стороны, те же муравьи, забираясь в сам цветок, могут отпугнуть оттуда потенциальных насекомых-опылителей, привлеченных пыльцой — а значит, там муравьям делать нечего.
«С помощью такой стратегии растения обеспечивают самозащиту от вредителей и в то же время избегают конфликтов между муравьями и опылителями», — объяснила Вильамил-Буэнростро.
Это открытие дает важную информацию для размышления аграриям, выращивающим ту же маракуйю и некоторые другие растения, использующие муравьев схожим образом — в том числе, бобовые и хлопок.
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
Пчёлы? Не обязательно. Некоторые растения используют для опыления муравьев
Недавно в Австралии нашли растение, которое эволюционировало так, что может использовать муравьёв для опыления. Для этого ему пришлось приспособиться к муравьиной антимикробной защите.
Аспирант из Университета Эдит Коуэн (Edith Cowan University) Никола Делнево (Nicola Delnevo) обнаружил такую особенность у группы кустарников, произрастающих в Лебединой прибрежной долине (Swan Coastal Plain) на западе Австралии.
Опыление муравьями было объектом исследований и до этого: ещё в статье, опубликованной в 1974 году, высказывалось предположение, что один сорт наблюдаемых растений, возможно, опыляем муравьями. А в испанском исследовании 1995 года учёные наблюдали три вида горных трав и четыре вида трав из засушливой местности. Для пяти из семи наблюдаемых видов муравьи составляли 70—100% «посетителей» цветов. Учёные выдвинули тезис, что эти растения опыляются муравьями.
Тем не менее, опыление муравьями — явление чрезвычайно редкое, говорит Делнево, по всему миру до сих пор было зафиксировано около 46 таких случаев.
Муравьи выделяют антибактериальную жидкость, которая портит зёрна пыльцы. Поэтому муравьи обычно рассматриваются как угроза для растений, потому что они воруют нектар, на который прилетают другие, опыляющие, насекомые. Однако растения рода Коноспермум (Conospermum), произрастающие в Западной Австралии, научились использовать муравьёв в своих интересах.
Делнево исследовал эффект антимикробной секреции трёх видов муравьев, у которых были зафиксированы случаи присутствия на цветках шести видов растений Западной Австралии. Он обнаружил, что коноспермум приспособил биохимию своей пыльцы так, чтобы она не повреждалась муравьиным секретом.
Это первый вид растений, у которого обнаружены адаптации, обеспечивающие взаимовыгодный симбиоз с муравьями. Все зафиксированные до этого случаи были связаны с пониженной токсичностью муравьиного секрета, что давало ход опылению.
Опыление муравьями — это очень выгодно для растений, которые не могут полностью полагаться на пчёл: у коноспермума — вытянутые цветки без запаха, и они слишком узки для многих пчёл, те не могут пролезть внутрь и опылить их. Поэтому цветам нужны другие насекомые, способные нести на себе достаточно пыльцы для того, чтобы произошло опыление.
У этих цветов и у местных пчёл Leioproctus conospermi был взаимовыгодный симбиоз, эти пчёлы приспособились к опылению цветов именно этого вида. Но в будущем может быть рискованно полагаться исключительно на этих пчёл.
В будущем учёные планируют разобраться, как приспособление к опылению муравьями развилось в ходе эволюции и насколько широко оно распространено в Австралии.
Источник
Растения и муравьи
Полумрак и зной стоят в бору.
Смолы проступают сквозь кору.
А зайдешь в лесную даль и глушь.
Муравьиным, спиртом пахнет сушь.
В чаще муравейники не спят —
Шевелятся, зыблются, кипят.
Да мелькают белки в вышине.
Словно стрелки, от сосны к сосне.
Невольно вспоминаются эти прекрасные строки, когда вступаешь в вечно таинственный, вечно задумчивый и полный трепетной жизни зеленый сумрак леса. Жаркий летний полдень. Воздух напоен острым запахом сосен и тонким ароматом спелой земляники, принесенным легким ветерком с лесной опушки. Редкие солнечные зайчики, просочившиеся сквозь густые кроны вековых деревьев, вычурным кружевом лежат на разомлевшей земле, усыпанной опавшей хвоей и покрытой негустым ковром лесных растений.
У подножия старой сосны высится, будто приглаженный утюгом, стройный конический купол муравейника. Нет на свете человека, который, увидев это хитроумное сооружение, не подивился бы великому инстинкту муравьев, умеющих создавать подобные шедевры. Но мало кто обращает внимание на то, какие растения окружают муравейник, и задумывается над тем, есть ли какая-нибудь связь между муравьями и этими растениями.
А между тем взаимоотношения муравьев и растений — одна из интереснейших историй, которую природа рассказала пытливым и внимательным, кто умеет не только смотреть, но и видеть. Заметили, например, что в непосредственной близости от муравейников уж очень хорошо вызревает малина. Заросли малины, окружающие муравейник плотным кольцом, сплошь усыпаны крупными, сочными, сладкими ягодами. Эти ягоды намного крупнее и слаще, чем на кустах, стоящих в стороне от муравейника. Пышно разрастается вблизи от муравьиных куч приземистая и разлапистая костяника с россыпью кисло-сладких красных плодиков. Богатые «костяничные» сады вокруг муравейников не раз привлекали внимание натуралистов.
Можно подумать, что такое благополучие растений вызвано внимательным уходом за ними. По существу, так оно и есть. Почва вокруг муравейников удобрена отбросами жизнедеятельности муравьев, хорошо разрыхлена благодаря многочисленным ходам, проделанным муравьями, а потому к корням растений беспрепятственно проникают воздух и влага. Зато густые малинники, разрастаясь, надежно укрывают муравьиные дворцы от слишком жарких солнечных лучей и от холодных осенних и зимних ветров. А как служит муравьям костяника? Часто прохладную нижнюю сторону ее листьев покрывают мельчайшие зеленоватые насекомые — тли. Длинными тонкими ротовыми щетинками они впиваются в нежную ткань листа и, неподвижные, раздувшиеся, сосут соки растения, время от времени выделяя из себя сахаристую капельку жидкости. Для муравьев тли все равно что для нас дойные коровы. Занятый спешной работой, усталый муравьишка слижет на ходу сладкую капельку и, приободрившись, бежит дальше по своим неотложным делам.
Весной и летом дел у муравьев особенно много: забота о подрастающем потомстве, охрана и ремонт жилища и, самое главное, добывание пищи. Муравьи — всеядные насекомые. Они любят и растительную и животную пищу. Эти сластены знают, на каких растениях можно легко поживиться сладким нектаром, и атакуют их толпами, переползая с цветка на цветок. Так, перепачканных в желтой пыльце муравьев неоднократно видели на цветущих сережках ив. В густых зарослях этого кустарника, где ветки растущих близко друг к другу женских и мужских экземпляров переплетаются между собой, муравьи могут производить опыление и бывают полезными, особенно в пасмурные дни, когда другие насекомые-опылители не работают. Опыляют муравьи и некоторые другие растения. Однако чаще бывает так, что муравьи, выпив сладкий нектар, улепетывают восвояси, ничего полезного для растения не сделав. Некоторые травянистые растения для охраны нектара своих цветков от воришек, подобных муравьям, вооружены жесткими колючими волосками или липкой смолой на стеблях и цветоножках. Муравьи такие растения обходят стороной. Им незачем брать пищу с бою, если она, никем не охраняемая, разбросана повсюду,— вкусные, жирные, мясистые наросты (их называют придатками или присемянниками) на опавших семенах и плодах многих лесных растений. Присемянники или ярко окрашены в красные, желтые, розовые тона, или совсем белые, хорошо видны в зеленой траве и служат для привлечения муравьев.
Вот муравей обнаружил крупный беловатый присемянник на фоне мелкого, черного, жесткого семени чистотела. Схватив в жвалы добычу, он с трудом дотянул ее до муравьиной тропы, протоптанной мириадами ого собратьев. Товарищ, подоспевший на помощь, подхватил семя с другой стороны, и они вдвоем потащили тяжелую ношу по пути к муравейнику. Но как бы ни были развиты у муравьев сложные инстинкты, ни думать, ни соображать, ни планировать свои действия они не могут. То ли муравей споткнулся о камешек, то ли зацепился за травинку, только он на миг выпустил ношу и тут же забыл о ней. Его приятель, оставшись один, отгрыз от присемянника добрый кус и налегке побежал обратно.
Семя, брошенное посреди муравьиной тропы, до тех пор пинали и толкали носильщики с тяжелым грузом, пока оно не откатилось к краю дорожки, да так и осталось там лежать до следующей весны. А весной из семени выросло молодое растение чистотела.
Таким образом, по обочинам муравьиных троп произрастают те растения, семена которых распространяют муравьи. Муравьи, сменяя друг друга, могут утащить семя от материнского растения на десять, тридцать, пятьдесят и даже на семьдесят метров. Так распространяются семена многих наших лесных растений, которые зацветают сравнительно рано весной, а в середине лета уже плодоносят.
Обычно в недрах муравейника расположены особые кладовые, куда муравьи стаскивают весь добытый ими корм, в том числе и семена с вкусными присемянниками, предназначенными для питания семьи в ненастные дни и для прокорма прожорливых личинок. Семена, лишенные присемянников, не теряют всхожести и лежат в кладовой до тех пор, пока муравьи не устроят генеральную чистку жилища. А делают это они довольно часто — дружно выкидывают из муравейника весь мусор и хлам, все ненужные им предметы, в том числе и семена без присемянников. Поэтому очень часто вокруг муравейника образуется плантация лесных растений, которые растут, цветут и плодоносят, вновь снабжая муравьев вкусной, жирной пищей.
Близ муравейников можно встретить и душистую фиалку с сине-фиолетовыми бархатными цветками, и прозрачные соцветия северного подмаренника, и нежную звездчатку с сияющими звездочками белых цветков, и ярко-желтые некрупные цветки чистотела, и неприхотливый марьянник.
При всей своей внешней неказистости марьянник — чрезвычайно любопытное растение, заслуживающее того, чтобы к нему приглядеться более внимательно. Прежде всего марьянник интересен тем, что с нижней стороны его прицветных листьев расположены особые железки, выделяющие сладкую жидкость. Муравьи, переползая от железки к железке, высасывают из них сок. Когда на растении созревают семена, оно перестает подкармливать муравьев. Однако муравьи по проторенной дорожке по-прежнему посещают это растение, теперь уже интересуясь его семенами. Белые продолговатые семена марьянника особенные: они точь-в-точь такие же, как муравьиные коконы, содержащие куколок и называемые в быту муравьиными яйцами. Если муравей увидел кокон, лежащий на свету, инстинкт заставляет его немедленно тащить своего будущего собрата во влажную темноту гнезда, где сложены в «пакеты» другие такие же коконы. А свежие семена марьянника цветом, формой, размером и массой настолько напоминают муравьиные коконы, что муравьи впопыхах тащат их в свое жилище и бережно укладывают в «детские комнаты». Впоследствии вместе с коконами в ясные погожие дни семена вытаскивают на просушку и проветривание. Но многие из них уже потемнели, и муравьи, разобравшись в ошибке, выбрасывают семена близ муравейника, где они и прорастают.
Близкое сожительство с муравьями полезно и таким лесным великанам, как ель и береза. Если вскрыть муравейник, прижавшийся к стволу березы или ели, можно увидеть там сплошные сплетения мелких корешков этих деревьев, образующих плотный войлок, который служит муравьям живым строительным материалом. Между этими корешками муравьи устраивают подземные и надземные галереи. В то же время дереву эти галереи очень выгодны потому, что открывают доступ воздуха и влаги к его корням. Поэтому такое дерево быстрее растет, чем соседние с ним деревья той же породы.
Мы говорили только об обыкновенном рыжем лесном муравье, населяющем леса северных и центральных районов нашей страны. Но, кроме него, встречается еще много видов муравьев, среди которых выделяется интересная группа муравьев-жнецов. Муравьи-жнецы поселяются на открытых местах в степях и полупустынях. Это жестокие истребители растений. Питаются они главным образом семенами различных трав, отдавая предпочтение злакам. Муравьи-жнецы подбирают семена с земли или взбираются на растения, сильными челюстями отгрызают плоды и по проложенным тропам утаскивают их в муравейники. Там семена аккуратно шелушат и складывают в кладовые. Это титаническая работа для муравьев, если учесть, что в одном муравейнике бывает припасено до пятидесяти килограммов и что подземные камеры для хранения семян всегда находятся непосредственно над грунтовыми водами. В поисках грунтовых вод муравьи прорывают в земле ходы глубиной до двадцати пяти метров. Там, в темных и влажных камерах, лежат мокрые семена. Около них суетятся многочисленные сторожа, ощупывая, обкусывая, опрыскивая кислотой каждое семечко, каждое зернышко, не давая им прорасти.
Зачем муравьям мокрые семена? Эти семена мягкие. Зубов-то у муравьев нет, и поедают они только сильно размягченную пищу. Часть семян хранится в сухом состоянии вблизи от поверхности земли, где прорыты особые кладовые. Интересно, что в каждой кладовой лежат семена только одного какого-нибудь сорта. После дождей все запасы сухих семян приходится вытаскивать на воздух для просушки. При этом часть семян теряется и впоследствии прорастает близ муравейника, отчего создается впечатление, будто муравьи специально «культивируют» пищевые растения. Но непосредственно на холмике — муравейнике — муравьи не дают прорасти ни одному растению. Ранней весной, пока еще не просохла почва, муравьи тщательно уничтожают на своем домике все проросточки, чтобы летом его не затеняла трава. Холмик должен прогреваться солнцем, потому что внутри его, близко к поверхности, расположены «детские комнаты», в которых лежат яички, личинки и куколки. Для успешного развития будущие муравьи должны хорошо прогреваться горячим южным солнцем.
Очень любят муравьи-жнецы зерна культурных злаков и ловко добывают их из почвы. Широко известен один трагикомический случай, происшедший как-то в Армении. Вблизи Еревана была создана агробиологическая опытная станция. Растениеводы разбили поле на аккуратные делянки и высеяли семена подопытных культур. Однако на следующий же день муравьи унесли все до единого зернышка, оставив ученым лишь этикетки. Неравная борьба людей с муравьями продолжалась до тех пор, пока люди не были вынуждены уничтожить все муравейники вокруг опытного поля.
Муравьи-жнецы не очень разборчивы в выборе пищи и заготавливают подряд семена всех растений, какие только ни попадутся, даже ядовитых. Например, семена ежовника безлистного, произрастающего в наших солончаковых пустынях, содержат сильно действующий на насекомых яд. Однако на муравьев страшный яд не действует. В зарослях ежовника живут муравьи, которые питаются только этими ядовитыми семенами.
Иногда отношения муравьев с растениями носят весьма сложный характер. Некоторые деревья и кустарники, произрастающие в жарких странах, снабжены какими-либо приманками для муравьев: или железками на листьях, выделяющими сладкий сок, или богатыми белком и жиром особыми наростами на черешках листьев, или сладким содержимым внутри шипов, разбросанных по стеблю, и т. д.
Примером могут служить несколько видов акаций — жителей тропиков, изредка разводимых у нас на Черноморском побережье Кавказа. Акация приготовила для муравьев и стол и дом. Муравьи, прогрызая тонкие стенки полых колючек этих деревьев или залезая внутрь разросшихся черешков листьев, находят в них для себя сухое и безопасное убежище, а поблизости — на листьях — вкусную пищу. Дереву сожительство с муравьями очень выгодно: его не трогают ни насекомые-вредители, за которыми муравьи охотятся, ни травоядные животные, остерегающиеся ощипывать листья, оккупированные муравьями.
Южноамериканскую цекропию, принадлежащую к семейству тутовых, тоже обходят стороной и большие и малые звери: внутри стебля цекропии природа устроила специальные полости, в которых поселяются кусачие муравьи. А ну-ка, подойди!
Завела себе сторожей не только цекропия. У тропических растений мирмекодии и эндоспермума муравьиного стебель похож на рыхлый клубень. В мякоти клубня муравьи устраивают гнездо, прогрызая многочисленные ходы и питаясь сладким соком растения. В благодарность они защищают свой живой дом от вредителей всеми доступными им способами.
Во влажных тропических джунглях Южной Америки живут муравьи, устраивающие на больших деревьях, высоко над землей, так называемые «муравьиные сады». «Сад» закладывается обычно в пазухе крупной ветви. В облюбованное место муравьи наносят землю, засевают ее семенами некоторых растений. Прорастая, эти растения своими корнями скрепляют воздушные муравейники, достигающие иногда величины большой тыквы. Муравьям хорошо в таком воздушном доме: сухо, прохладно и тенисто, а растения не могут жить нигде, кроме как на деревьях рядом с муравьями, которые удобряют для них почву.
Таким образом, определенные ввды муравьев и определенные виды растений настолько нуждаются друг в друге, что не способны существовать порознь. Такая тесная связь насекомых и растений образовалась давным-давно, в прошлые геологические эпохи.
В лесах Южной Америки широко распространены злейшие враги растений — муравьи-листорезы. Они способны за короткий срок совершенно «раздеть» и погубить крупное дерево. Мощными челюстями муравей, как ножницами, выстригает кусочек листа и, зажав добычу жвалами, поднимая ее над собой, спешит вниз, к муравейнику. Как бы много ни было листьев на дереве, муравьев окажется еще больше. Всю ночь тихо шелестит отстригаемая листва, а наутро встречает солнце скелет, поднимающий к небу голые ветви.
Интересно, что деревья рядом с муравейником разбойники не трогают, а бегают за добычей подальше от дома. Непрерывным потоком текут, текут и текут в муравейник обрезки зеленых листьев. Зачем? Для еды? Нет. Оказывается, в глубине муравейника заложены своеобразные «огороды». Измельчая в кашицу обрезки листьев, муравьи высевают на этой питательной массе особый грибок. Тонкие нити грибницы такого грибка выделяют сладкий сок, которым муравьи и питаются.
Вот какие сложные взаимоотношения между муравьями и растениями сложились в природе за долгие-долгие века их существования.
Природа открыла нам многие тайны. Но всего мы еще не знаем. Еще многие загадки не разгаданы, многие интересные подробности из жизни муравьев и растений не подсмотрены. Это предстоит сделать вам. Для этого не надо ехать в Южную Америку. Идите по знакомой дорожке и ближайший лес. Вот он, муравейник. Вот они, такие невзрачные, много раз виданные, беленькие и желтенькие цветочки. Будьте внимательны. Будьте терпеливы. И вы увидите. Что? Об этом вы расскажете сами.
Источник