Предательство и наказание

Мутуалистический симбиоз муравьев с растениями оказался не таким прочным, как считалось ранее. По крайней мере, он крайне хрупок у представителей африканской флоры и фауны – муравьев и акаций.

Обычно подобные взаимовыгодные отношения растений и насекомых строятся на предоставлении взаимных «услуг»: растения обеспечивают партнёров кормом (нектаром) и специальными камерами, в которых можно устроить гнездо, а насекомые, в свою очередь, защищают растения от поедания животными, распространяют их семена и обогащают почву.

Однако в африканской саванне подобные отношения между организмами, как удалось выяснить учёным, зависят ещё и от наличия животных-фитофагов – слонов, жирафов и так далее.

Как только пастбищные животные, представляющие опасность для акаций, исчезают, исчезают и прежние симбиотические связи.

Мутуалистические отношения между африканскими муравьями и африканским видом акации Acacia drepanolobium всегда считались образцом для подражания. Растения, представители семейства мимозовых, многие века «подкармливают» муравьев Crematogaster mimosae (рода остробрюхих муравьёв) нектаром, а также предоставляют насекомым возможность свободно населять полые шипы, которые оборудуются под гнезда. Муравьи же активно борются с любым организмом (вплоть до крупных млекопитающих), который осмелится посягнуть на крону или ствол «их» дерева.

Подобное сотрудничество, казавшееся жизненно необходимым и обязательным для обоих участников, привлекало внимание исследователей. Один из них, Тодд Палмер, доцент зоологического факультета Университета Флориды, Гейнсвилль, США решил исследовать эти отношения на примере кенийских насекомых и акаций. Ознакомиться с результатами работы биологов можно на страницах журнала Science.

В ходе исследований Палмер и его коллеги отобрали определенное количество деревьев, населенных муравьями. Половину из акаций учёные еще в 1995 году огородили забором под напряжением,таким образом, ни одно пастбищное животное не могло полакомиться листьями. Другая же половина растений защищена от фитофагов не была.

Наблюдая за растениями, учёные заметили, что акации, которые перестали подвергаться нападениям слонов и жирафов и, соответственно, не нуждались более в защите от них, стали вырабатывать меньше питательного нектара и полых шипов. Казалось бы, теперь растения должны были почувствовать себя много лучше, чем раньше: им не угрожали травоядные животные, и акации могли сэкономить часть ресурсов и энергии, которые ранее уходили на содержание муравьиной «охраны».

Однако наблюдения за огороженными деревьями показали, что именно деревья, а не муравьи оказались в положении проигравших.

В результате уменьшения запасов нектара и отсутствия должного количества шипов, остробрюхие муравьи вида C. mimosae стали на 30% реже встречаться на деревьях. Члены же тех малочисленных колоний, которые оставались на растениях, стали менее агрессивными. Из воинов они превратились в пастухов – начали «разводить» насекомых из отряда равнокрылых, в частности тлю, которая кормила муравьев, высасывая соки из листьев акаций и выделяя питательный сироп – «муравьиное молочко». Таким образом, C. mimosae не просто перестали приносить деревьям пользу, но и стали вредить им.

В то же время на место сбежавших Crematogaster mimosae пришли другие представители рода Crematogaster – C. sjostedti, которые мешали развитию растений, позволяя жукам вида красноголовый усач (Oberea erythrocephala) нападать на акации.

Как зафиксировали исследователи, огороженные акации растут гораздо медленнее растений, сохранявших мутуалистические связи с муравьями, кроме того, вероятность их гибели в два раза выше, нежели у свободно растущих Acacia drepanolobium.

Пока учёные не могут сказать, каким образом растения «почувствовали», что им более не угрожает опасность быть съеденными животными, однако, по мнению экспертов, выделение питательных веществ и отращивание новых полых шипов, необходимых муравьям, прекратилось спустя 5–10 лет после огораживания растений.

По словам исследователей, результаты их наблюдений за мутуалистическими отношениями флоры и фауны заставляют насторожиться. Если жизнь членов таких, казалось бы, самодостаточных симбиозов зависит от присутствия третьего участника – крупного фитофага, то исчезновение больших млекопитающих негативно отразится на всех подобных экосистемах.

Учитывая скорость уничтожения крупных пастбищных животных в Африке, стоит говорить о нарастающей опасности как для флоры и фауны континента, представители которой, на первый взгляд, не связаны жесткими отношениями со слонами или жирафами.

Кроме того, как отметил доктор Палмер, теперь стало ещё более очевидным, что сохранить биологическое многообразие возможно, не только защищая конкретные, исчезающие виды, но и поддерживая механизмы «взаимодействия», которые существуют в природе и помогают экосистеме сохранять равновесие.