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.
(от латинского mutuus, «взаимный») – длительное взаимнополезное сожительство двух организмов разных видов.
Мутуализм может быть «жёстким» или «мягким». В первом случае сотрудничество жизненно необходимо для обоих партнеров (они связаны отношениями коадаптации), во втором отношения более или менее факультативны (это называется протокооперацией).
Иногда подобные тесные взаимоотношения, приносящие пользу обоим участникам, обозначают термином симбиоз. Чаще, однако, симбиозом называют различные формы совместного существования (греч. symbiosis - совместная жизнь) и подразделяют его на паразитизм, комменсализм и мутуализм.
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.
род преимущественно деревянистых растений из семейства мимозовых. Около 750 тропических и субтропических видов, обитающих в обоих полушариях, но большинство (свыше 50%) в Австралии и в Африке.
Листья двоякоперистые, большей частью с многочисленными мелкими листочками. У многих, преимущественно австралийских, видов пластинка листа полностью или частично не развивается и тогда функцию фотосинтеза выполняет листовидно расширенный черешок (так называемых филлодий). Характерная особенность других акаций - наличие прилистников, видоизменённых в колючки.
У американских видов A. sphaerocephala, A. costaricensis, у африканского - А. drepanolobium, а также у некоторых других видов колючки очень крупные и заселяются муравьями.
У акации обычно жёлтые или белые мелкие цветки, заметные главным образом благодаря многочисленным тычинкам, далеко выдающимся из венчика; цветки эти в головчатых или колосовидных соцветиях, в свою очередь собранных в сложное, большей частью метельчатое соцветие. Плод - двустворчатый или невскрывающийся боб. Акация с зонтиковидной кроной - характерный ландшафтный элемент саванн Африки.
Многие виды акации имеют большое хозяйственное значение. Одни из них - быстро растущие древесные породы, другие дают ценную древесину, например австралийское чёрное дерево - А.melanoxylon. Из A. senegal и др. получают высшие сорта гуммиарабика. Из древесины A. catechu извлекают дубитель катеху. Акация серебристая (A. dealbata) разводится на юге нашей страны как декоративное растение; её срезанные цветущие ветки (так называемые мимозы) в январе - марте привозят в города средней полосы.
Под названием «шёлковая акация» известно дерево из рода альбицция; белой акацией, или лжеакацией, именуют дерево из рода робиния, а так называемая жёлтая акация представляет собой кустарник из рода карагана.
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.
семейство насекомых отряда перепончатокрылых (иногда рассматривается как надсемейство). 9 (или 10) подсемейств, 360 родов, около 7000 видов.
Длина тела рабочих муравьев от 0,8 мм до 30 мм; самки много крупнее в связи с тем, что у них очень раздуто брюшко, наполненное яйцами. У муравьев, в отличие от других семейств этого отряда, брюшко соединяется с грудью при помощи тонкого и подвижного
стебелька, состоящего из 1–2 сегментов; ноги имеют по одному вертлугу, у основания задних ног лежат так называемые метаторакальные железы; усики тонкие, обычно с удлинённым первым члеником, образующим рукоять усика (скапус); крылья с неполным, иногда очень упрощённым жилкованием; у многих отсутствуют.
На территории бывшего СССР встречаются 6 подсемейств: Ponerinae (10 видов из 6 родов), Dorylinae (1 вид), Leptanillinae (1 вид), Myrmicinae (свыше 150 видов из 24 родов), Dolichoderinae (около 15 видов из 4 родов), Formicinae (свыше 90 видов из 12 родов). Муравьи теплолюбивы, поэтому количество видов и численность их уменьшаются от
тропиков к умеренным широтам.
Муравьи – общественные насекомые, живут в сложных гнёздах; обычно, помимо крылатых самцов и самок, имеются одна или несколько бескрылых яйцекладущих самок, или цариц, и множество бескрылых рабочих особей (недоразвитых в половом отношении самок), нередко подразделяющихся морфологически и по поведению на ряд групп (так, у некоторых видов особенно выделяются крупноголовые «солдаты»). Крылатые самцы и самки развиваются в гнёздах; в тёплое время года они покидают гнездо для брачного полёта; самцы после спаривания погибают, самки теряют крылья и приступают к образованию новых гнёзд.
Жизнь семьи, особенно у высших муравьев, сложна и многообразна. В основе существования семьи лежат обмен между особями пищей и выделениями желёз – трофоллаксис – и очень тесные взаимоотношения между яйцекладущей царицей и рабочими муравьями. Для ряда муравьев характерны колонии из нескольких дружественных гнёзд, между которыми происходит обмен пищей и особями; они совместно охраняют территорию, на которую не допускаются муравьи из «чужих» гнёзд.
Некоторые муравьи тесно связаны с определёнными растениями, например одни поселяются в полых стволах растений, колючках и тому подобных, другие питаются выделениями специальных желёзок растений.
В связи с большой численностью многих видов, например рыжих лесных муравьев рода Formica или дерновых муравьев, они играют важную роль в биоценозах лесов и степей: истребляют мелких беспозвоночных, находятся в симбиотических отношениях («трофобиоз») с сосущими насекомыми, главным образом с тлями, охраняя которых косвенно могут приносить вред садам и лесам.
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.
