Plantele sunt plictisitoare. Stau acolo fotosintetizând în timp ce animalele se distrează. Dreapta? Nu atat de mult. Aruncați o privire asupra interacțiunilor dintre furnici și plante - plantele au dezvoltat caracteristici specifice pentru a le face ademenitoare la furnici, cum ar fi nectarul suculent pentru a mânca insectele și spini goi pentru ca aceștia să se adăpostească. În schimb, plantele folosesc furnici pentru a-și răspândi semințele și chiar acționa ca gărzi de corp. Un nou studiu din Proceedings of the National Academy of Sciences descompune istoria genetică a 1.700 de specii de furnici și 10.000 de genuri de plante, iar cercetătorii au descoperit că lunga istorie a co-evoluției furnicilor și plantelor a început cu furnicile care se hrăneau pe plante și plante răspunzând ulterior prin evoluția unor trăsături prietenoase cu furnicile.

evoluat

"Interesul meu principal este să studiez modul în care au evoluat interacțiunile dintre organisme și modul în care aceste interacțiuni modelează istoria lor evolutivă. Când au început furnicile să folosească plante și când au început plantele să facă structuri pe care să le folosească furnicile?" spune Matt Nelsen, cercetător post-doctoral al Field Museum și autorul principal al studiului PNAS.

„Există o serie de structuri de plante diferite care sunt specifice utilizării furnicilor”, explică Nelsen, care a condus studiul împreună cu colegii săi cercetători și coautori ai muzeului de teren Rick Ree și Corrie Moreau. "Unele plante au evoluat trăsături care îi conving pe furnici să le apere de atacul altor insecte și chiar de la mamifere. Acestea includ spini goi pe care furnicile le vor trăi în interior sau nectar suplimentar pe frunze sau tulpini pentru ca furnicile să poată mânca. ia nectarul și fugi, dar unii se vor lipi și vor ataca orice va încerca să rănească planta ”, explică Nelsen. Alte plante primesc furnici pentru a le ajuta să-și miște semințele, mituindu-le cu pachete bogate de alimente atașate la semințe numite elaiozomi. „Furnica va ridica sămânța și o va duce, va mânca pachetul de alimente și va arunca semințele - adesea într-o zonă bogată în nutrienți, unde va crește mai bine și, deoarece este mai departe de părintele său, nu vor trebuie să concureze pentru resurse ".

Dar oamenii de știință nu erau siguri de cum a început relația evolutivă dintre furnici și plante. Dacă evoluția este o cursă a înarmărilor între specii care dezvoltă modalități de a profita de vecinii lor, atunci oamenii de știință au vrut să știe dacă plantele sau furnicile au tras primul foc. "A fost o întrebare despre pui și ouă, dacă lucrurile au început cu furnicile care dezvoltă comportamente pentru a profita de plante, sau plantele care evoluează structuri pentru a profita de furnici", spune Ree, curator de plante la Field Museum.

Istoria furnicilor și a plantelor care evoluează împreună se întoarce la vremea dinozaurilor și nu este ușor de spus din fosile cum au interacționat organismele. "Există foarte puține înregistrări de fosile ale acestor structuri în plante și nu se extind foarte mult înapoi în timp. Și există tone de fosile de furnici, dar de obicei nu prezintă aceste comportamente ale furnicilor - nu vedem neapărat o furnică conservată în chihlimbar care poartă o sămânță ", spune Nelsen.

Deci, pentru a determina istoricul evolutiv timpuriu al interacțiunilor furnică-plantă, Nelsen și colegii săi au apelat la cantități mari de date ADN și baze de date ecologice. „În studiul nostru, am legat aceste caracteristici comportamentale și fizice cu arborii genealogici de furnici și plante pentru a determina când furnicile au început să mănânce și să trăiască pe plante și când plantele au dezvoltat capacitatea de a produce structuri pe care furnicile le folosesc”, explică Moreau, curatorul de teren de furnici.

Echipa a cartografiat istoria trăsăturilor prietenoase cu furnicile plantelor și a utilizării plantelor furnicilor pe acești copaci genealogici - un proces numit reconstrucție statală ancestrală. Au reușit să stabilească când plantele au început să se bazeze pe furnici pentru apărare și distribuția semințelor - și se pare că furnicile s-au bazat pe plante mai mult decât plantele s-au bazat direct pe furnici, deoarece plantele nu au evoluat aceste structuri specializate decât mult timp după ce furnicile au fost bazându-se pe ele pentru hrană și habitat.

„Unele furnici nu folosesc direct plantele prea mult, în timp ce altele se bazează pe ele pentru hrană, habitat pentru hrănire și cuibărit. Am constatat că, pentru a deveni complet investite în utilizarea plantelor, furnicile au început mai întâi să se hrănească arboric, apoi au încorporat plantele în dieta lor, și apoi de acolo, au început să se cuibărească arboric. Deși această mișcare treptată către o dependență sporită de plante este intuitivă, totuși ne surprinde ", spune Nelsen.

Și, deși a existat o relație reciproc avantajoasă între furnici și plante de-a lungul anilor, din punct de vedere evolutiv, grupurile de furnici care mănâncă, hrănesc sau cuibăresc în plante nu par să fie mai bune decât cele care nu. „Nu vedem părți din arborele genealogic al furnicilor care include furnici care se bazează pe plante pentru hrană sau habitat diversificându-se sau crescând mai repede decât acele părți ale copacului care nu au aceste interacțiuni”, spune Nelsen. „Acest studiu contează pentru că oferă o privire asupra modului în care au evoluat aceste interacțiuni pe scară largă și complexă”.