A magok lehető legszélesebb körű és szélesebb körű elterjesztése érdekében a növények gyakran állatok segítségével készülnek. Másokban, beleértve a termesztett gyümölcsfákat is, a húsevők lenyelik a magokat, és csíráznak, miután az állat testét ürülékkel vagy robbantással hagyták el.

A magokat azonban nem csak gerincesek terjesztik; a hangyák szerepe ebben is nagy.

Hangyák - vetőmag-forgalmazók

A biológusok csak most kezdik megérteni azokat a speciális mechanizmusokat, amelyek a hangyákat a növények elterjedésének fő tényezői közé sorolják a világ minden tájáról. A hangyák által telepített növények az Antarktisz kivételével valamennyi kontinensen megtalálhatók az összes kontinensen, különböző ökoszisztémákban. Jelenleg több mint 3000 virágos növényfajt ismertek 60 családból, amelyek így terjednek, és ez a lista folyamatosan növekszik.

A növények és a magokat hordozó hangyák között valódi kölcsönös kölcsönhatás alakul ki, azaz kölcsönösen előnyös kapcsolatok alakulnak ki. A kölcsönösesség a növények sok csoportjában jelentkezett egymástól függetlenül, amely nyilvánvalóan erõteljes szelekciós nyomásról beszélhetünk, amelyet az evolúció során többször megismételtek, és amely hozzájárult annak megjelenéséhez. A természetes szelekció folyamata, amely a növények és állatok közötti kölcsönös kölcsönhatáshoz kapcsolódik, az ilyen fajtaközi fajta viszonyok alakulása és az általuk létrehozott környezeti előnyök a cikk tárgyát.

A vetőmag elosztásának mechanizmusai hangyák részvételével

Kétféle mechanizmus létezik a növényi magok eloszlására hangyák részvételével. Az első az arató hangyák tökéletlen viselkedésének köszönhető, akik nagy mennyiségben gyűjtik a vetőmagokat, behúzzák a fészkeikbe, majd megeszik. Ezek a rovarok elveszítik magjaik részét az út mentén, és részüket földalatti tároló helyiségekbe helyezik, de akkor nem látogatják meg őket. Az ilyen magvak csíráznak, és a növény új helyeken jelenik meg.

Mivel a hangyák mindazonáltal több magot esznek, mint amennyit eldobnak vagy sikertelenül elrejtenek, a leírt mechanizmus sokkal előnyösebb a hangyák számára, mint a növények számára, amelyek elveszítik a magok nagy részét. Ezért az arató hangyák által a vetőmag távolságot a vetőmag táplálkozásának mellékhatásainak kell tulajdonítani, nem pedig a kölcsönösségnek. Ennek a mechanizmusnak a hatása szinte kizárólag a száraz régiókra korlátozódik.

Mirmekohoriya

Érdekelni fogjuk a vetőmag-eloszlás második mechanizmusát, amely alapvetően különbözik az elsőtől, és a természetben sokkal nagyobb jelentőséggel bír. A növények részt vesznek ebben a mechanizmusban, amelyben az úgynevezett elioszómák alakulnak ki - zsírtartalmú képződmények a mag mellett vagy ahhoz kapcsolódva. Az elioszómák családokként szolgálnak a hangyák számára, és magukat az elioszómákkal együtt szállítják fészkébe. Ott a kolónia lakosai megeszik az elioszómát, és anélkül, hogy kárt okoznának, a magot eldobják.

Ugyanakkor a növénynek nem kell feláldoznia magjait a hangyák táplálására. Egy ilyen kapcsolat, amelyet myrmecochoria-nak neveznek (a görög „myrmex” - hangya és „kórus” - tanácsadása, terjesztése alapján), valószínűleg kölcsönös kölcsönhatásnak tekinthető, mivel előnyös mind hangyáknak, mind magvak húzása, mind pedig az elikoszómákat alkotó növények számára.

Elioszóma evolúció

Az evolúció során a hangya családokként megjelent elioszómák többféle növénycsaládban megjelentek. Ezek nagyon gyakoriak Európa és Észak-Amerika keleti részének nedves erdőinek, Kelet-Ausztrália száraz cserjés közösségeiben és a dél-afrikai növényközösségekben.

A családban leggyakrabban csak néhány fajt terjeszt a hangya. Például a Carex üledék hatalmas nemzetségében csak néhány faj rendelkezik olyan elioszómákkal, amelyek - amint azt kimutatták - biztosítják a magvak hangyák általi terjedését. Ugyanazon nemzetség sok más faja telepedik le víz vagy gerinces állatok felhasználásával.A Trillium nemzetségbe tartozó növények között, amelyeket megkülönböztetnek a nagy virágok, számos fajban a magokat elioszómákkal látják el és hangyák terjesztik, más formákban a gyümölcsök húsosak és a gerinces állatokon keresztül telepednek le. Ezek a filogenetikailag nagyon távoli csoportokból vett példák azt mutatják, hogy a myrmecochoria önállóan előfordulhat egy adott nemzeten belül.

A myrmecochoria elterjedése

Az első myrmecochoria-t részletesen Johan Rutger Cernander, a svédországi Uppsala Egyetem botanikusa tanulmányozta; 1906-ban közzétette az európai növényzet myrmecochore növényeinek áttekintését. Kvantitatív kísérleti megközelítést alkalmazva Cernander megállapította a mirha-mechoria nagy jelentőségét a legtöbb európai vegetációtípus esetében. Különböző növényfajokkal végzett számos kísérletének eredményei azt mutatták, hogy a hangyák a választás lehetőségével az eloszómákkal rendelkező magokat részesítik előnyben.

Bár a myrmecochora növények tanulmányozása Európában kezdődött, a botanikusok hamarosan megvizsgálták más kontinensek vegetációját. Fokozatosan Észak- és Dél-Amerika növényeit adták a miromcochorák listájához. Európában és Észak-Amerikában ezek többsége nedves lombhullató lombos erdők lágyszárú növényei (Cernander volt az első, aki észrevette ezt a mintát). Latin-Amerikában a hangyák számos trópusi esőerdő gyógynövényének, epifitjainak és szőlőinek magjait terjesztik.

A mirmecochores különösen számos Ausztráliában és Dél-Afrikában, ahol főleg a száraz, tápanyagok nélküli talajon növekvő keménylevelű cserjék képviselik őket. 1975-ben R. Berg az oslói egyetemből közzétette kutatásának eredményeit, miszerint Ausztráliában hangyák részvételével 87 növény nemzetségéből mintegy 1,5 ezer fajt osztanak szét. A dél-afrikai növények, a „finbosh” nevű növényközösségekben több mint ezer myrmecochor faj található. A trópusok élővilágának folyamatban lévő tanulmányai kétségtelenül jelentősen kiegészítik ezt a listát.

Az elioszómák sokfélesége

Az elioszómákkal rendelkező növények taxonómiai sokfélesége megfelel a hangyakat vonzó struktúrákká vált növényszövetek legszélesebb választékának. Számos fajban, például a Dicentra cucullaria esetében, a vetőmag bevonatának túlzott részéből elioszóma képződik. Más fajok esetében, különösen az tavasszal virágzó májfűekben, amelyek Észak-Amerika keleti részén nőnek, az elioszómák a magot körülvevő petefészek falából származnak. A Carex nemzetségben a zlyoszómák a petefészket körülvevő bract szövetekből származnak. Olyan esetek ismertek, amikor a virágos növények más szervei elioszómákká válnak.

Az elioszómák eredetének sokszínűsége jól példázza a konvergens evolúciót, bemutatva, hogy a különféle formájú és funkciójú struktúrák átalakulhatnak a természetes szelekció során, és környezeti szempontból ugyanazt a célt szerezzék meg. Az elioszómák esetében azok a növényi szövetek, amelyek kezdetben védelmet játszottak a fitofág rovarok vagy más tényezők ellen, biokémiai és szerkezeti változásokon mentek keresztül, hangyák táplálkozási csalévé váltak.

Az elioszóma összetétele

Az elioszómák nagymértékben mutálódott sejtekből állnak, amelyek nagy vákuumokat tartalmaznak - membránnal zárt üregekbe, különböző tápanyagok keverékével töltve. A myrmecochore növények széles skálájának tanulmányozása után A. Brzezinski a müncheni egyetemen megállapította, hogy az elioszómák gazdag zsírokat, zsírsavakat és más, az állatokhoz szükséges anyagokat tartalmaznak. Tehát a hangyák használhatják az elioszómákat táplálékként.

A legtöbb hangya mindenevő: rovarokat és különféle növényi és állati anyagokat esznek a talaj felszínén. Az eloszómáknak és a hozzájuk kapcsolódó magoknak kémiailag utánozniuk kell az állati szövetet, ami a hangyák számára megragadja őket.

Élelmiszer csalik hangyák számára

Az eliozómák tartalmazhatnak más kémiai összetevőket is, amelyek a hangyák tápláló viselkedési reakcióit idézik elő. Az új mexikói egyetem D. Marshall és munkatársai az európai illatos ibolya (Viola odorala) elioszómáiból izoláltak egy specifikus anyagot, a polar lipid 1,2-dioleint, amely vonzó a hangyák számára. Hasonló vegyületet találtak két ausztrál cserjék - Acacia myrtifolia és Teratheca stenocarpa - eliózómáiban.

Ezeknek az anyagoknak a hangyákra kifejtett értéke még nem teljesen egyértelmű, ám jelenléte a világ másik oldalán található mirha-mechor növényekben arra utal, hogy konvergáló evolúció történt. Ezenkívül ez a hasonlóság érdekes feltevésre utal, hogy a hangyák elioszómái nemcsak az ételgyűjtés reakcióját, hanem más veleszületett viselkedést is okozhatnak. Tehát ismert, hogy az olajsav egyes hangyákat indukál az elhullott állatok eltávolítására a fészekből. Lehetséges, hogy az ezt az anyagot tartalmazó elikozómákat ugyanabból az okból elviszik a hangyák.

Hatékony vetőmag-eloszlás myrmecochores-ben

Az élelmezési csaléken - elioszómákon kívül - a myrmecochore növényeknek más morfológiai eszközökkel is rendelkeznek, amelyek megkönnyítik a magok belépését a hangyák által meglátogatott helyekre. Egyes növényekben a gyümölcsöt hordó szárak és hajtások olyan vékonyak és rugalmasak, hogy amikor a magok érlelik, szinte a talajhoz hajlanak, és a hangyák táplálékának útjában állnak.

Más növények mélyebb morfológiai változásokon mentek keresztül. Például a Carex umbellate üledékben a virágtartó hajtás nagyon lerövidül, és a magok (a körülvevő szövetekkel együtt) a földön érik úgy, hogy mindig abban a szinten maradnak, ahol a hangyák keresik élelmüket.

Az Észak-Amerika nyugati részén növekvő Trillium petiolatum morfológiai változásai még hangsúlyosabbak. A Trillium nemzetség többségének egy virágja és három levele egy magas (legfeljebb 30 cm) szár tetején helyezkedik el. És a Trillium petiolatumban egy nagy, észrevehető virág képződik nagyon közel a talajhoz, és ott, ahol hangyák számára hozzáférhető helyen érlelődnek az elioszómákkal ellátott vetőmagok, érkeznek.

Ezen túlmenően, ha a Trillium petiolatumnak, mint az azonos nemzetség többi fajának is, a virág alatt fürtözött levelek lennének, akkor közvetlenül a talaj felszínén jelennének meg. Ebben a fajban azonban, bár a levelek a szárhoz a szokásos helyen, azaz a virág alatt kapcsolódnak, a levélpenge a hosszú levélnyél végén ül, amely emeli a leveleket a virág fölött, hogy kényelmesebbé tegyék a fotoszintézist. Röviden: a növény Trillium nemzetségének tipikus „építészete” megfordul. Annak érdekében, hogy ésszerű evolúciós magyarázatot kapjunk a T. petiolatum e formájára vonatkozóan, feltételezhető, hogy a hangyák eloszlása ​​óriási előnyöket jelent.

A myrmecochores vetőmag hatékonyabb elosztásához megváltozhat azok érési ideje is. A növények mérsékelt övezetében a vetőmagok és az elioszómák kora tavasszal érlelik. Ebben az időben a rovarok holttestei, amelyek gyakran a hangyák étrendének alapját képezik, sokkal ritkábbak, mint nyáron, amikor a rovarok száma sokszor növekszik. Így azok a növények, amelyekben érett elioszómák jelennek meg tavasszal, kevesebb versenyt fognak tapasztalni a tápláló hangyák figyelme miatt, és magukat gyakrabban szállítják, mint nyáron vagy ősszel.

A tavaszi Myrmecochores túlsúlya a természetes szelekció hatására magyarázható, amely elősegítette a vetőmagok és az elioszómák korai érését. Természetesen más tényezők is hozzájárulhatnak az erdei lágyszárú növények magas metabolizmusához a kora tavasszal - különösen a napfény bőséges talajszintjén, mielőtt a fák koronái megnyílnának. Lehetséges, hogy a hangyák takarmányozásának sajátosságai csak egy további szelekciós tényezőt jelentenek, elősegítve a myrmecochora növények kora tavasszal történő fejlődését.

Hangyák vetőmag

A magokat gyűjtő hangyák meglehetősen „tarka” csoportot alkotnak. Sokan közülük, számos jel alapján ítélve, nyilvánvalóan húsevőnek kell lennie. K. Horwitz, a Miami Egyetemen például kimutatta, hogy a mexikói déli részén a Calathea magokat az Odontomachus és a Pachyeondyla nemzetségbe tartozó hangyák szállítják, amelyek erőteljes szálakkal és nagy állkapocsokkal rendelkeznek az élő ragadozások kezeléséhez.

Mindazonáltal ezek a hangyák nagyon aktívan gyűjtik a magokat, és fészkébe viszik őket, ahol elválasztják az elioszómákat a magoktól és táplálják őket a lárvákhoz. Kiderülhet, hogy az elioszómákban található egyes kémiai vegyületek ugyanolyan ingerek a hangyák számára, mint birtokukban.

A magvakat terítő hangyák típusai

A magvak elterjedtek és sok más nemzetség képviselői. Európa és Észak-Amerika mérsékelt övezetének erdőiben ezek általában Formica, Myrmica és Aphaenogaster, és Ausztrália délkeleti részén megtalálható fajokon a Rhyti-doponera, Pheidole és Iridomyrmex nemzetségek játsszák a legjelentősebb szerepet. Még azok a tipikusan gabonaevő arató hangyák is, mint a Messor, a Pogonomyrmex és az yeromessor, bizonyos körülmények között, amint kiderült, vetőmaghordozóként szolgálnak.

A növény letelepedésének mirha-mechor módszerével a közvetlen értelme a lehető legtöbb különböző hangya vonzása. Általános szabály, hogy egy csomó hangyafaj található ugyanazon a helyen, tehát ha egy növénynek módja van csak egyikük vonzására, akkor egyértelműen elveszíti számos előnyeit. Valójában a világszerte ismert, a tudomány számára ismert növényfajok ezrei közül egyetlen nem mondhatná biztosan azt, hogy egyfajta hangyára összpontosít.

Hasonlóképpen, nincs bizonyíték a hangyafajok specializálódásáról a myrmecochor növény egy adott fajára. A specializáció hiánya élesen ellentmond a rovarok és növények közötti trópusokon elterjedt fajspecifikus kapcsolatnak, amely gyakran nagy jelentőséggel bír a beporzás szempontjából. E tekintetben a myrmecochoria jelenségét a növények fejlődésének, nem pedig a növények és rovarok együttes evolúciójának eredményének kell tekinteni. A hangyák „szempontjából” az elioszómának ugyanazon ételnek kell lennie, amelyet haza kell vinni, csak egy speciális csomagban.

Miért terjesztik a hangyák a magokat?

Végül is, ahol a myrmecochores nő, általában más rovarcsoportok képviselői is előfordulnak. A hatékony növényszaporítás biztosítása érdekében azonban rovarokra van szükség, amelyek jelentős távolságra mozgatják a vetőmagokat anélkül, hogy megsértenék őket. Ezt a követelményt csak azok a társadalmi rovarok teljesítik, amelyek a fészekben hordoznak ételt, és nem fogyasztják el helyben. Általában a dolgozó egyének megvizsgálják és megkopasszák a fészek (hangyaboly) körül egy bizonyos területet, majd húznak minden ott étkezési lehetőséget a lárvák táplálására. Ez az oka annak, hogy a hangyák közötti társadalmi viselkedés evolúciója előkészítette őket (vagyis előre alkalmassá tette őket) a vetőmagok hatékony elosztásához.

A hangyáknak más tulajdonságaik is vannak, amelyek alkalmasak a vetőmag elosztójának szerepére. A legtöbb élőhelyben a hangyák a legtöbb rovarhoz tartoznak; intenzíven keresnek élelmet a talaj felszínén a növény vegetációja teljes ideje alatt; Miután felfedezték az új élelmiszerforrást, a hangyák más dolgozókat mozgósítanak, hogy a lehető legtöbb takarmányt gyűjtsenek; ha van olyan hely, különösen élelmiszerekben gazdag, akkor az egész fészekkel oda is mozoghatnak. Mindezek a viselkedések jótékony hatással vannak a mirha-szerű növényekre, amelyek el akarják terjeszteni a magukat.

Mivel a myrmecochoria az egész világon sokféle élőhelyen megtalálható, az ökológusok azon tűnődtek, vajon van-e közös minta a növények által e jelenség miatt elért evolúciós előnyökben. És a közelmúltban számos terepi és laboratóriumi kísérlet feltárta, hogy a vetõmagok vonzereje a hangyák számára növeli a myrmecochor növényfajok túlélését és termékenységét.

A vetőmagok hangyák általi elterjedésének előnyei a növények számára

A tartomány határainak meghosszabbítása a növény számára a vetőmagok hangyák általi terjedésének fő előnye. Gyakran a hangyák csak egy-két métert hordnak magvakon, de a mozgásokat 70 m távolságban rögzítik.Tehát a hangyáknak köszönhetően a növények lehetőséget kapnak új területek lakására. A populáció szétszóródása csökkenti annak kihalásának valószínűségét az élőhely helyi változásai miatt. Bármilyen hangya képes biztosítani ezt az előnyt, függetlenül a fészeképítési szokásaitól.

A hangyáknak köszönhetően a magok túlélési esélyei is növekedhetnek, mivel azokat elviszik a szülő növénytől, és árnyéka nem gátolja a palánták fejlődését. A tanulmány egyik szerzője, nevezetesen Handle, a következő kísérletet végezte. A Carex peduncula üledék magjai (a, a szülő növény alá hagyva) csak három levélű palántákat adtak, és az alattuk eltávolított magvakból egyidejűleg átlagosan 89 leveles palánták fejlődtek ki. Sőt, a mozgatott magok sok termőképesebb: csak ők adtak olyan növényeket, amelyek a következő nyáron virágztak.

A hangyák hangyák általi mozgatása csökkenti a versenyt nem csak a palánták és az anyanövény, hanem a különféle fajok növényei között is. Tehát a Handle három Carex-féle kísérletében (amelyek közül az egyik Mirmekohor volt), amelyek egy élőhelyen nőttek fel, más üledékek jelenléte zavarta a Myrmecohor fajokat, és csak egymástól nagyon jól különbözött.

Mivel a helyi hangyák csak az elioszómákkal foglalkoztak, természetesen a Mirmekochor vetőmag magjait fészkeikbe vitték. Ennek köszönhetően a myrmechor faj képes volt monopolizálni az élőhelyeket azokon a területeken, ahol sok hangya volt (például rohadt fa). Itt nem kellett versenyeznie más Carex fajokkal a tér, a fény, a tápanyagok és az egyéb alapvető forrásokért. A Mirmekohoriya sok más nemzetség képviselőinek jelenlétében lenne hatásos, amelyek palántái versenyeznek a "helyért a napban".

A vetőmagok és a palánták még nagyobb veszteségeket okoznak, mint a verseny miatt az állatok, különösen a madarak és a kis rágcsálók, akiknek az étrend alapját képezik. Ezen túlmenően, ahogy a kertészek tudják, a csigák és a meztelen csigák a palántákat is elpusztítják.

A világ számos régiójában megvizsgálták annak lehetőségét, hogy a hangyabolyokban lévő vetőmagok megóvják őket attól, hogy legalább néhány gabonaevő állat elfogyasztja őket. Nyugat-Virginia erdőiben és az alpesi rétekben végzett vizsgálatok szerint db. A kis platformon elhelyezett, a hangyák behatolásától védett Colorado magokat szinte elkerülhetetlenül ették a nap folyamán. Ha a hangyákat nem blokkolták volna, akkor az elioszómákkal rendelkező magok gyorsan beleestek a föld alatti tárolóikba. Az ausztráliai Macquarie Egyetemen levő turnbell kimutatta, hogy a Coloradóban növekvő Viola nuttallii esetében a vetőmagok felszabadulásának szezonális és napi dinamikája megfelel a maximális hangyaktivitás periódusainak.

Talán a legérdekesebb helyzet a vetõmagok etetése Ausztrália hangaközösségeiben és erdei területein, ahol az uralkodó vegetációs elem a keménylevelû cserjék (szklerofilok), és a myrmecochor hangmagasságok meglehetõsen nagyszámú, mint a magtól származó állatok. Ironikus, hogy itt a fő gabonaevő fajok a hangyák. L. Hughes (a Macquarie University-től is) egyik legújabb munkájának eredményei alapján ítélve egy ilyen közösségben a lehullott mag sorsa attól függ, ki először találja meg - egy „hasznos” hangya, amely átadja a magokat, vagy „káros”, amely megeszi őket. Ha a magban elioszóma van, akkor valószínűbb, hogy a „hasznos” hangya felveszi azt a „káros” előtt.

Egy másik fenyegetés a tüzek. Különösen nagy szerepet játszanak az ausztrál és dél-afrikai ökoszisztémákban, ahol túlnyomórészt cserjék vannak. Ezen közösségek növényeinek azonban számos adaptációja van a tűz túlélésére. Számos faj, köztük néhány mirmecochore is, nemcsak tűzálló, hanem tenyésztésre is szükségük van.

Számos ausztrál kutató által megszerzett adatok meggyőzően azt mutatják, hogy a hangyák fészkébe való költözés megvédi a magokat a halálos túlmelegedéstől a cserjék közösségeiben bekövetkező tűzvész során. Néhány, a hangyák által szállított vetőmag azonban nem képes csírázni speciális szubtálhűtés nélkül. A hangyák által végzett ásatások azt mutatták, hogy a magokat különböző mélységekben temették el. Az ilyen elrendezés a „magtárban” valószínűleg jótékony hatással van a növényekre, mert ennek köszönhetően azok a magok, amelyek még nem tapasztaltak halálos túlmelegedést, de elég melegítve, hogy csírázhassanak, valószínűleg bizonyos rétegekben megmaradjanak.

A hangyák hatása a palánták fejlődésének környezeti feltételeire

A madarakkal és az emlősökkel ellentétben, a szétszórt vetőmagok, amelyek szinte véletlenszerűen érkeztek hozzájuk a terület egész területén, a hangyák a kolóniájuk szigorúan meghatározott helyeire viszik őket; ez a viselkedési tulajdonság javítja a mag túlélését. Tehát a mérsékelten nedves erdőkben a hangyák gyakran rothadó fatörzsekben és csontokban fészkelnek, amelyek a talajszint felett emelkednek fel. Az ilyen helyek kevésbé hajlamosak az árvízre a tavaszi árvizek során, ezért nagyon kényelmesek mind hangyák, mind magvak számára.

Mint minden más állati (és emberi) közösségben, a szemét a hangya kolóniában is felhalmozódik. A "szemétlerakók" tartalmaznak zsákmányokat, ürülékeket, halott személyek testeit és sok más anyagot (amit néha lehetetlen kitalálni a célból), amelyet a hangyák felszednek, és mindig elvonulnak haza. A vetőmagok és palánták, különösen a myrmecochore fajok csírázásához nagyon hasznos lehet az ilyen hulladéklerakókba jutás.

A szerves hulladékban gyakran gazdag növényi növekedéshez szükséges tápanyagok gazdagok (ezért a kertészek komposzthalomokat rendeznek, a gazdák pedig trágyát vezetnek az ültetvények talajába). A hangyák fészkéiben a szerves anyag, a nitrogén, a kálium és a foszfor koncentrációja gyakran magasabb, mint a környező talajban. Így egy hangya kolónia söpredéke apró, de fogyasztásra kész komposzt-tápanyagot biztosíthat a palántákhoz, ami a növénynek a fejlődés korai szakaszában olyan szükséges, amely különösen érzékeny a környezeti körülményekre.

A palánták túlélését az a talaj, amelyen a hangya fészek található, és a szomszédos területek fizikai tulajdonságai is megkönnyítik. A hangya felépítése gyakran a talajt lazábbá és jobb levegőztetéssé teszi, növeli a vízmegtartó képességét. Egyes kutatók szerint a legfontosabb dolog, amely a növénynek hangyaborsót ad, a szükséges mennyiségű víz érkezése a csemetere abban az időben, amikor a gyökerei még mindig túl kicsik ahhoz, hogy a növényt önállóan biztosítsák.

Kísérletek a mirmecochoria szerepének felmérésére

Tehát egyértelmű, hogy a hangyák jelentősen befolyásolhatják a palánták fejlődésének környezeti feltételeit. A mirha-mecochoria evolúcióban betöltött szerepének kiértékelése érdekében terepi kísérleteket végeztek, amelyek során két magvető csoport sorsát nyomon követték és hasonlították össze: egyes magokat hangyák vittek a fészekbe, mások kézzel ugyanabba az élőhelybe. Az első ilyen kísérletek között két myrmecochor fajta ibolyát vizsgáltak Anglia déli részén. Három év után, amikor a magok csíráztak és megjelent a palánták, kiderült, hogy az összes fennmaradó növény kizárólag a hangyaboron áthaladó csoporthoz tartozik.

Hasonló kísérletet végeztünk egy kétéves növénygel, a Corydalis aurea-val is, amely a második évben magvakat ad. F. Hanzawa, a Grinnel Főiskola megállapította, hogy a hangyákon és azon kívül csírázott palánták túlélési aránya azonos. Az első csoport palántáinál azonban a tél túlélőinek és a reproduktív kor elérésének aránya magasabb volt.Ez ahhoz vezetett, hogy a következő generációban az első és a második csoportba tartozó növények által alkotott vetőmagok számának különbsége nagyon szignifikánsnak bizonyult: a hangyabonkon áthaladó növények vetőmag-hozama kétszeresére nőtt, mint a kontrollcsoportban.

Mivel az első generációban a magvak száma a különböző csoportokban pontosan azonos volt, nyilvánvaló, hogy a hangyák által kiaknázott aranymaradvány populációja sokkal gyorsabban növekszik, mint hangyák hiányában. A gyorsan növekvő népesség nagyobb valószínűséggel nyer versenyt más növényekkel tápanyagok, élettér és más erőforrások miatt. A Hanzawa adatai tehát arra utalnak, hogy a vetőmagok elterjedésének környezeti feltételei, beleértve a hangyák jelenlétét, befolyásolják a növénypopulációk evolúciós potenciálját.

Ezért a myrmecochoria kétségtelenül számos előnnyel jár bizonyos növényfajok számára. De még nem sikerült biztosan megállapítani, hogy pontosan mit nyernek a hangyák ennek a kölcsönhatásnak a folyamatában. Mondjuk, ismert, hogy a takarmányozó hangyák aktívan keresik az elikoszómákat, gyorsan magból rágják meg őket és lárvákba táplálják őket. Mégis látni kell, hogy ez a viselkedés hogyan befolyásolja a hangya kolónia növekedését.

Figyelemre méltó az a tény, hogy nem minden hangya vesz részt a vetőmagok elosztásában. Ha egy növényből magokat zuhanyoznak, akkor egy adott élőhelyen élő sok hangyafajnak csak egy kis része érdeklődik az elioszómák iránt. Bizonyos specializációnak kell lennie a hangyák körében, de még mindig nem ismert, mi a természete - viselkedési, morfológiai, élelmi vagy más.

Ezért lehet a vetőmagok hangyák általi eloszlása ​​fontos modellnek tekinthető a növények és állatok közötti kölcsönhatások széles skálájának tanulmányozása szempontjából, amelyek bizonyos értelemben aszimmetrikusnak tűnnek. A növények nyilvánvalóan kifejlesztettek speciális adaptációkat a hangyák kezelésére (az adaptív karakterek közül a legfigyelemreméltóbbek az elikoszomák), de a hangyák által megszerzett adaptációk lényegében nem nyilvánvalóak.

Bár a myrmecochoria magát a vetőmag-elosztás mechanizmusának igazolja, ugyanakkor nem teljesen megbízható. Az eloszómák vonzóak a különféle csoportok hangyái számára. Amint azt az arany Corydalis kísérletek is mutatják, a palánták soha nem jelennek meg egyes hangyafajok fészkeiben. Ezek a hangyák nyilvánvalóan ingyenesen használják az elioszómákat, valószínűleg megsemmisítik a hozzájuk kapcsolódó magokat vagy palántákat.

Az ilyen rabló hangyák mellett bármely élőhelyen tucatnyi egyéb tényező van, amelyek befolyásolják a mirha-mechoria sikerét vagy kudarcát, mint a vetőmag elosztásának mechanizmusát. Időnként a hangyák lakásait elárasztják esők; a gombás járvány vagy a ragadozók erőszakos tevékenysége alááshatja lakosságát. Rengeteg más táplálékforrás miatt az elioszómák nem lehetnek olyan vonzóak a hangyák számára. Ha több növényfajnak versenyeznie kell a hangyaik szolgálatáért, az utóbbi elhanyagolhatja a legkisebb eliózómájú magokat.

Mirmekohoriya - feltételes kölcsönösség

Mivel a hangyák általi vetőmag-elosztás hatékonysága nagyon eltérő, X. Cashman (Macquarie University) és J. Eddicott (Prov. Alberta (Kanada) szerint a Mirmecohoria feltételes kölcsönösség. Egyszerre, egy adott helyen ez a mechanizmus, az uralkodó körülményektől függően, nem működik túl hatékonyan.

Ha azonban minden feltétel teljesül, a myrmecochoria előnyei mind a növények, mind a hangyák szempontjából nagyon jelentősek. És ezek az előnyök annyira nagyok, hogy a kiválasztás nyomása megtartja azokat a tulajdonságokat, amelyek a megfelelő típusú viselkedés fenntartásához szükségesek.

Amint az ismert mirha-mechor növények listája folyamatosan növekszik, reméljük, hogy a növényi település ezen mechanizmusának a globális biótában betöltött szerepének ismerete bővül. A myrmecochoria által a növényekre és a hangyákra kifejtett előnyök további tanulmányozása szintén segít tisztázni a kölcsönös viszonyokat és azok evolúciós következményeit.