• Tuesday July 16,2019

Leafcutter mravi oslanjaju se na bakterije da oplode svoje gljive vrtovima

Anonim

Jedva da je dokumentarac prirodne povijesti prošao bez ikakvog spominjanja mravinjaka. Dakle, previše eksponirane su ove critters da ja čvrsto sumnjate da su držanje David Attenborough 's rođaci na otkupninu negdje. Ali postoji dobar razlog za njihovu slavu - ovi karizmatični insekti su nevjerojatno uspješni zbog svoje vještine kao vrtlara.

Kao što ime sugerira, 41 vrsta lišća mravi slice lišće i nositi ih natrag u svoje gnijezda u dugim stupcima crvene i zelene. Ne jedu lišće - oni ih koriste kako bi rastali gljivicu, i to je ovaj usjev na kojem se hrane. To je stari, uspješni savez i najveće kolonije leteća luka redefiniraju koncept "superorganizma". Oni uključuju više od 8 milijuna ljudi, raspon više od 20 kubičnih metara i godišnje sakuplja više od 240 kg lišća. Oni su tehnički biljke, a gljiva djeluje kao vanjska crijeva superorganizama.

Ali partnerstvo između mrava i gljiva ovisi o drugim suradnicima - bakterijama. Neki od tih mikroba pomažu mravima da oplode svoje vrtove s vrijednim dušikom, hvatajući ih iz atmosfere (proces poznat kao "popravljanje"). Adrian Pinto-Tomas sa Sveučilišta Wisconsin-Madison uspio je izolirati sojeve ovih "bakterija koje fiksiraju dušik" iz vrtova od 80 kolonija lišća, diljem Južne i Srednje Amerike.

Dušik je oskudna roba za listopisce, a listovi koje su izrezali imaju premalo ovog vitalnog elementa. Pa ipak, jasno je to odnekud. Iscrpljeni lijevi listovi u njihovim piljevima za otpatke imaju veći udio dušika od onih u vrtovima koji imaju veće proporcije od onih koje su svježe ubrane ili u lokalnom lišću. Negdje na putu, rezani listovi postaju obogaćeni dušikom.

Kako bi saznali kako, Pinto-Tomas pretražio je zarobljene kolonije listoskopa za znakove znakova bakterija koje fiksiraju dušik. Ovi mikroorganizmi ekstrahiraju dušik iz zraka pomoću enzima nazvanog, prikladno dovoljno, dušilazu. Enzim također ubrzava druge kemijske reakcije, uključujući pretvaranje acetilena u metan. Dakle, sudbina acetilena otkriva prisutnost nitrogenase, što zauzvrat otkriva prisutnost bakterija koje fiksiraju dušik.

I upravo se to dogodilo - test je pokazao da je nitrogenirana prisutna i aktivna u vrtovima svih 8 listopadnih vrsta koje je Pinto-Tomas analizirala. Enzim i bakterije koje ga nose posebno su aktivne u središtu vrtova gljiva, a ne na samom mravi, ili lišama koje su izrezali. Ove bakterije dolazi od oko polovice vrtne opskrbe dušikom.

Ali pronalaženje bakterija nije bilo dovoljno; Pinto-Tomas je morao pokazati da ti mikroorganizmi zapravo predstavljaju korisne partnere, a ne povremeni slijepi putnici. Učinio je to brtvljenjem kolonija u hermetičnim komorama i ispumpavanjem u zraku koji sadrži relativno rijedak oblik dušika koji se naziva dušik-15. Otkrio je da se nakon tjedan dana razine tog izotopa povećale ne samo u gljivama, već i radničkim mravima i njihovim ličinkama.

Mravi su jasno iskoristili znatne nagrade svojih baterijskih stanara. I poričući mravima pristup tlu ili drugim izvorima hrane, Pinto-Tomas je pokazao da oni zaista dobivaju svoj dušik iz tih bakterija, a ne iz drugih izvora.

Ovaj zajednički pothvat s gljivicama i bakterijama mora biti ključni dio za neizbježan uspjeh lima. To ih čini super-biljojedi. Mravi ne pate od insekticida koje proizvode biljke, jer se gljivica bavi tim, a gljiva se ne mora nositi s protu-gljivičnim protumjerama, jer mravi to razbijaju prije nego što ga pletu s lišćem. Kao rezultat toga, oba partnera mogu iskoristiti masivnu raznolikost različitih biljaka, a ne specijalizirati bilo koju vrstu. Nedostatak dušika je veliki ograničavajući čimbenik, ali mravi to mogu jasno prevladati, uz pomoć bakterija.

Partnerstvo je vjerojatno blagodat drugim biljkama. Lišće koje brišu mravi ima 26 puta više dušika nego lišće leševa i oplodi okolno tlo. Nije slučajno da raznolikost biljaka ima tendenciju da se uspon u blizini odlagališta otpada.

Sredstva za postavljanje dušika nisu jedine bakterije koje učvršćuju savezništvo između mrava i gljivica. Prije deset godina, Cameron Currie, koji je također bio uključen u ovu studiju, pokazao je da leafcutters koristi drugu vrstu gljiva kao pesticid. Njihovi su vrtovi pogođeni različitim vrstama virulentnih, parazitskih gljiva i štite njihove monokulture od tih korova, mravi koriste tip Streptomyces bakterija. To sprječava dizanje na mravima i tajne antibiotike koji zaustavljaju rast parazita.

Ovi insekti zapravo su vrtlari par excellence, ne samo da uspješno rastu monoculture usjeva, oni također koriste pesticide i gnojiva. Sada, ako oni samo vraćaju obitelj David Attenborougha.

Referenca: Science 10.1126 / science.1173036

Više o mravi:

  • Mraci šire kolektivni imunitet kroz kontakt
  • Mravi stada krvi s tranquilisers svojim stopama
  • Mravi spašavaju zarobljene rođake
  • Ant koji pogađa nepravilnosti parazitira kolonije drugih vrsta
  • Signali života - mravi koriste kemijske poruke kako bi se izbjeglo propadanje

Slike Jarrod Scott, Cameron Currie i Bandwagonman


Zanimljivi Članci

Sleeper virusi objašnjavaju zašto se HIV razvija među ljudima sporije nego unutar njih

Sleeper virusi objašnjavaju zašto se HIV razvija među ljudima sporije nego unutar njih

HIV - virus iza AIDS-a - najraznolikiji je od svih virusa. Jednom kada zarazi nekoga novom, ona se mutne tako brzo da u samo nekoliko mjeseci može stvoriti milijune genetski različitih vrsta. Ovaj evolucijski napad nadilazi imunološki sustav domaćina i stvara velike probleme za bilo kojeg znanstvenika koji pokušava stvoriti lijek ili cjepivo. Raz

Što je izbrisalo američki Zapad?  Istraživanje troąkoga istrebljenja

Što je izbrisalo američki Zapad? Istraživanje troąkoga istrebljenja

Na prašnjavom tlu je uletjelo olupina močvarne šume koja je iznenada potamnjela i umrla prije 215 milijuna godina. Paul Olsen pokreće pokvarene hrpice bijelog, crvenog i crnog kvarca. "Vidiš kako izgleda ropey?" Pita on. Podigne komad. "Izgleda da je netko uzeo male komadiće užeta, odrezao ih i spustio ih."

Može li se mozak zadržati u Jar?

Može li se mozak zadržati u Jar?

Čovjek s dva mozga, Steve Martin, 1983, Warner Bros / Everett zbirka P: Nije neuobičajeno vidjeti "mozak u staklenku" u televizijskim emisijama ili filmovima, ali je li moguće da mozak tako živim sa modernom tehnologijom? - Vesta Moore, Lincoln, NE O: Moguće je zadržati izolirani mozak živ, ali samo kratko. I iz

Svemirska obala Floride nalazi se u križićima uragana Mateja

Svemirska obala Floride nalazi se u križićima uragana Mateja

Jutros, kad su se ažuriranja uragana Mateja pojavila na mojim lokalnim vijestima, imao sam vrlo sebičan mentalitet. Uragana koja se približava zanimljiva je s vremenskog gledišta, ali nisam bio previše zabrinut. Mentalno sam provjeravao moj popis obitelji i prijatelja; nitko od njih nije izravno naštetan. I ta

Meowvolutionary Psychology

Meowvolutionary Psychology

Znaš li to stvar što mačke rade kad se utrljaju na noge? Jesu li oni evoluirali da to učine? Najudaljeniji odgovor je vjerojatno "tko se brine, to je slatko", ali medvjed sa mnom; bliži pregled ovog divnog ponašanja baca svjetlo na neka ozbiljna pitanja. Na jednoj razini, očito nisu. Mačke

NCBI ROFL: Veliki penisi i evolucijska teorija vaginalnog orgazma.

NCBI ROFL: Veliki penisi i evolucijska teorija vaginalnog orgazma.

Žene koje žele duže penise imaju veću vjerojatnost da imaju vaginalni orgazam (ali ne orgazama klitorisa): implikacije za evolucijsku teoriju vaginalnog orgazma. "Uvod. Istraživanja pokazuju da (i) ženske orgazme tijekom penile-vaginalnog odnosa (PVI) utječu na karakteristike muškog partnera povezane s fitnesom, (ii) veličina penisa je važna za mnoge žene, i (iii) preferira se dulji penis povezana s većom konzistentnošću vaginalne orgazme (potaknuta PVI-om bez istodobnog klitoralnog masturbacije). Ciljevi. Tes