Элементы Элементы большой науки

Поставить закладку

Напишите нам

Карта сайта

Содержание
Энциклопедия
Новости науки
LHC
Картинка дня
Библиотека
Видеотека
Книжный клуб
Задачи
Масштабы: времена
Детские вопросы
Плакаты
Научный календарь
Наука и право
ЖОБ
Наука в Рунете

Поиск

Подпишитесь на «Элементы»



ВКонтакте
в Твиттере
в Фейсбуке
на Youtube
в Instagram



Библиотека

 
Л. Краусс
«Страх физики». Глава из книги


И. Акулич
Идеальный почтовый индекс


А. Бердников
Интерференция в домашних условиях. Плёнки и антиплёнки


Интервью с Л. Марголисом
Леонид Марголис: «Мне всегда было интересно, как клетки разговаривают друг с другом»


А. Иванов
Сибирь и Северная Америка были единым целым более миллиарда лет назад


П. Амнуэль
Одиночество во Вселенной


Р. Фишман
Детективы каменного века


О. Макаров
Животные, которые дарят надежду


Б. Штерн
Шкловский — 100


А. Деревянко, М. Шуньков
Откуда пришел Homo sapiens?







Главная / Новости науки версия для печати

Дружба муравьев с акациями в африканских саваннах держится на жирафах и слонах


Акация Acacia drepanolobium образует у основания шипов наросты, в которых поселяются муравьи — Crematogaster mimosae и два других вида. Фото с сайта www.biolib.cz
Акация Acacia drepanolobium образует у основания шипов наросты, в которых поселяются муравьи — Crematogaster mimosae и два других вида. Фото с сайта www.biolib.cz

На обложке журнала Science, в котором помещена обсуждаемая статья, изображены жирафы в предвкушении приятной трапезы в исследовательском центре «Мпала» в Кении. На таких крупных травоядных, как жирафы, и держится дружба муравьев с акациями в восточноафриканской экосистеме. Фото: Amy Wolf
На обложке журнала Science, в котором помещена обсуждаемая статья, изображены жирафы в предвкушении приятной трапезы в исследовательском центре «Мпала» в Кении. На таких крупных травоядных, как жирафы, и держится дружба муравьев с акациями в восточноафриканской экосистеме. Фото: Amy Wolf

Несколько видов жалящих муравьев, заселяющих стволы и полости вздутий в основании шипов у акации Acacia drepanolobium в кенийских саваннах, сложным образом взаимодействуют с растениями, на которых живут, и друг с другом. Обычно преобладают муравьи Crematogaster mimosae, они защищают акации от растительноядных животных и получают пищу (нектар, выделяемый специальными железами акации) и жилье (вздутия в основаниях шипов). Но если удалить из сообщества крупных млекопитающих, поедающих листья и ветви акаций, деревья начинают экономить нектар и реже образуют вздутия в основании шипов. Дружественным муравьям на смену приходят менее дружественные, а вместе с ними и другие насекомые, вредящие акациям. В результате акации, не подверженные объеданию млекопитающими, чувствуют себя хуже, чем объедаемые.

Несколько видов муравьев из рода Crematogaster способны заселять акации Acacia drepanolobium. Разные виды муравьев взаимодействуют с акациями по-разному. C. nigriceps (на фото), который, как и C. mimosae, поселяется во вздутиях у оснований шипов, успешно защищает акации от растительноядных животных, но вместе с тем и наносит им вред, поедая образовательную ткань в почках и тем самым препятствуя развитию кроны (чтобы уменьшить вероятность контакта с колониями муравьев других видов на соседних деревьях). Фото с сайта www.blueplanetbiomes.org
Несколько видов муравьев из рода Crematogaster способны заселять акации Acacia drepanolobium. Разные виды муравьев взаимодействуют с акациями по-разному. C. nigriceps (на фото), который, как и C. mimosae, поселяется во вздутиях у оснований шипов, успешно защищает акации от растительноядных животных, но вместе с тем и наносит им вред, поедая образовательную ткань в почках и тем самым препятствуя развитию кроны (чтобы уменьшить вероятность контакта с колониями муравьев других видов на соседних деревьях). Фото с сайта www.blueplanetbiomes.org

Взаимодействие друг с другом различных звеньев пищевых цепей бывает очень непростым и неоднозначным. Так, давно известно, что хищники не только вредят своим жертвам, но и приносят им пользу, истребляя больных, предотвращая распространение болезней и ограничивая численность жертв, не позволяя им подорвать свою кормовую базу.

Сложный комплекс взаимодействий, в которых не всегда легко определить, где вред, а где польза, порой приводит к неожиданным эффектам, таким, к примеру, как рост численности растительноядных животных за счет увеличения разнообразия хищников. Многолетние исследования, проведенные в саваннах Кении, позволили выявить еще один неожиданный эффект — благотворное влияние растительноядных млекопитающих на поедаемые ими же растения, опосредованное взаимоотношениями этих растений с муравьями.

Тодд Палмер (Todd Palmer) из Университета Флориды (University of Florida) и его коллеги, работающие вместе с ним в исследовательском центре «Мпала» в Кении (Mpala Research Center), изучили взаимодействие муравьев и акаций Acacia drepanolobium на участках, где акации подвергались объеданию со стороны крупных млекопитающих (слонов, жирафов, канн и газелей Гранта), а также на огороженных участках, куда доступ этих млекопитающих был закрыт в течение десяти лет.

Антилопа канна, или эланда (Taurotragus oryx), — один из четырех видов крупных млекопитающих, поедающих ветви и листья акаций в районе исследования. Фото с сайта www.wildlifesafari.info
Антилопа канна, или эланда (Taurotragus oryx), — один из четырех видов крупных млекопитающих, поедающих ветви и листья акаций в районе исследования. Фото с сайта www.wildlifesafari.info

На участках, где присутствовали крупные млекопитающие, среди четырех видов жалящих муравьев, заселяющих акации, преобладал Crematogaster mimosae, устраивающий гнезда во вздутиях у основания некоторых шипов акации и питающийся экстрафлоральным (внецветковым) нектаром, который выделяют железы на молодых стеблях акации. Муравьи этого вида эффективнее других защищают акации от растительноядных животных (как насекомых, так и млекопитающих) и лишь сравнительно редко причиняют дереву вред, разводя щитовок, которые пьют сок акации и могут разносить болезни, а муравьев вознаграждают за защиту и заботу питательными экскрементами, содержащими много углеводов.

Жук-усач (семейство Cerambycidae) и ствол акации в продольном разрезе. Видны ходы, прогрызенные личинками усачей. Внутри ствола личинки развиваются и окукливаются, а вышедшие из куколок взрослые насекомые выбираются наружу и заселяют новые деревья. Показанный на фотографии взрослый жук был обнаружен в одном из личиночных ходов. Иллюстрация из обсуждаемой статьи в Science
Жук-усач (семейство Cerambycidae) и ствол акации в продольном разрезе. Видны ходы, прогрызенные личинками усачей. Внутри ствола личинки развиваются и окукливаются, а вышедшие из куколок взрослые насекомые выбираются наружу и заселяют новые деревья. Показанный на фотографии взрослый жук был обнаружен в одном из личиночных ходов. Иллюстрация из обсуждаемой статьи в Science

Но на тех участках, где крупных млекопитающих в течение десяти лет не было, взаимовыгодный союз акации и муравьев распался. Необъедаемые ветви стали реже образовывать вздутия в основаниях шипов и выделять меньше нектара. В результате среди муравьев, заселяющих акации, стал преобладать другой вид, Crematogaster sjostedti, который обычно поселяется не во вздутиях у оснований шипов, а в ходах, прогрызенных в древесине личинками жуков-усачей (семейство Cerambycidae). Муравьи этого вида плохо защищают акации от усачей и других растительноядных насекомых. Деревья, заселенные этим видом муравьев, медленнее растут и вдвое чаще гибнут, чем деревья, на которых живут муравьи других видов.

Кроме того, в отсутствие крупных млекопитающих муравьи прежде преобладавшего вида Crematogaster mimosae стали достоверно чаще разводить щитовок, чьи экскременты отчасти заменили им нектар, теперь выделяемый акациями в меньших количествах. В целом, как ни странно, акации больше потеряли, чем выиграли оттого, что их перестали поедать млекопитающие.

Коэволюция (совместная эволюция разных видов) может порождать сложные многоступенчатые взаимосвязи в сообществах. В результате долгой совместной эволюции крупные растительноядные млекопитающие кенийских саванн стали играть важную роль во взаимодействиях акации Acacia drepanolobium с насекомыми. Акация приспособилась к объеданию и стала реагировать на него, привлекая полезных для себя муравьев (которые защищают деревья от поедания как млекопитающими, так и насекомыми). Если исключить из сообщества крупных млекопитающих, акация реагирует на это невыгодным себе самой образом. В результате истребление этих млекопитающих, судя по всему, негативно сказывается на акациях, которые они перестают поедать.

Источник: Todd M. Palmer et al. Breakdown of an ant-plant mutualism follows the loss of large herbivores from an African savanna // Science. 2008. V. 319. P. 192–195.

Cм. также:
1) Mitch Leslie. The importance of being eaten // Science. 2008. V. 319. P. 146–147.
2) Aydin Örstan. Mutualistic complexities // Scientific American Community: Blogs. 17 January 2008.
3) Maureen L. Stanton et al. Sterilization and canopy modification of a swollen thorn acacia tree by a plant-ant // Nature. 1999. V. 401. P. 578–581.

Петр Петров


Комментарии (5)



Последние новости: БиологияЭкологияПетр Петров

23.07
Млекопитающие с относительно крупным мозгом более уязвимы
15.07
Самки синиц поют при появлении хищника
12.07
Антропогенные факторы стали причиной исчезновения двух видов австралийских грызунов
11.07
Архаичные гены костных ганоидов разнообразнее, чем у более молодых групп позвоночных
7.07
В бирманском янтаре мелового периода найден вымерший убийца пауков
6.07
Метанокисляющие микроорганизмы донных осадков оказались неожиданно разнообразными
5.07
Биоразнообразие стимулирует собственный рост
4.07
Песня большеклювой камышевки имеет строго упорядоченную структуру
28.06
Подростки лучше учатся на положительном опыте, чем на отрицательном
27.06
Незамысловатая песня помогает птицам избегать хищников

Научная картинка дня


Новости науки по темам: антропология, археология, астрономическая научная картинка дня, астрономия, биология, биотехнологии, генетика, геология, затмения, информационные технологии, космос, лингвистика, математика, медицина, нанотехнологии, наука в России, наука и общество, Нобелевские премии, палеонтология, Первое апреля, психология, технологии, физика, химия, эволюция, экология, энергетика, этология

Новости науки по авторам: Валентин Анаников, Дарья Баранова, Вера Башмакова, Александр Бердичевский, Максим Борисов, Варвара Веденина, Александр Венедюхин, Михаил Волович, Михаил Гарбузов, Алексей Гиляров, Дмитрий Гиляров, Сергей Глаголев, Евгений Гордеев, Николай Горностаев, Владимир Гриньков, Дмитрий Дагаев, Юрий Ерин, Анастасия Еськова, Дмитрий Жарков, Андрей Журавлёв, Дмитрий Замолодчиков, Игорь Иванов, Вячеслав Калинин, Павел Квартальнов, Мария Кирсанова, Дмитрий Кирюхин, Александр Козловский, Юлия Кондратенко, Артем Коржиманов, Ольга Кочина, Аркадий Курамшин, Виталий Кушниров, Иван Лаврёнов, Алексей Левин, Андрей Логинов, Сергей Лысенков, Лейла Мамирова, Александр Марков, Мария Медникова, Вадим Мокиевский, Григорий Молев, Тарас Молотилин, Марат Мусин, Максим Нагорных, Елена Наймарк, Алексей Опаев, Петр Петров, Александр Пиперски, Константин Попадьин, Сергей Попов, Роман Ракитов, Татьяна Романовская, Александр Самардак, Александр Сергеев, Андрей Сидоренко, Виктория Скобеева, Даниил Смирнов, Дарья Спасская, Любовь Стрельникова, Алексей Тимошенко, Александр Токарев, Мария Шнырёва, Сергей Ястребов, Светлана Ястребова

Новости науки по месяцам: 2016 VII, VI, V, IV, III, II, I  2015 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2014 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2013 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2012 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2011 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2010 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2009 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2008 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2007 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2006 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2005 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I 

Новости науки почтой (рассылка на Subscribe.ru):

 


Где еще почитать научные новости: «Биомолекула», «Вокруг света», Газета.ру. Наука, «Наука и жизнь», Наука и технологии РФ, «Научная Россия», «Популярная механика», РИА Наука, «Чердак», N+1, Naked Science

 


при поддержке фонда Дмитрия Зимина - Династия