Levittääkseen siemenensä mahdollisimman laajasti ja edelleen, kasvit käyttävät usein eläinten apua. Muissa maissa, mukaan lukien viljellyt hedelmäpuut, lihansyöjät nielevät siemenet ja itävät sen jälkeen, kun eläimen ruumis on jätetty ulosteeseen tai röyhtäilyyn.
Siemeniä ei kuitenkaan jaeta vain selkärankaisissa; myös muurahaisten rooli on tässä suuri.
Muurahaiset - siementen jakelijat
Biologit ovat vasta alkamassa ymmärtää erikoistuneita mekanismeja, jotka asettavat muurahaiset tärkeimpiin tekijöihin kasvien leviämisessä ympäri maailmaa. Muurahaisten asuttamat kasvit ovat erilaisissa ekosysteemeissä kaikilla mantereilla paitsi Etelämantereella. Nyt tunnetaan yli 3000 kukkivaa kasvilajia 60 perheestä, jotka leviävät tällä tavoin, ja tämä luettelo täydennetään.
Kasvien ja siemeniä kantavien muurahaisten välillä muodostuu todellinen keskinäisyys, ts. Molempia osapuolia hyödyttävät suhteet. Mutualismi syntyi itsenäisesti niin monissa kasviryhmissä, jotka ilmeisesti voimme puhua vahvoista, toistuvasti toistuvista valintapaineiden evoluutioista myötävaikuttaen sen ulkonäköön. Tämä artikkeli on omistettu luonnolliselle valintaprosessille, joka liittyy kasvien ja eläinten keskinäiseen vuorovaikutukseen, tällaisten erityisten välisten suhteiden kehitykseen ja niiden luomiin ympäristöetuihin.
Siementen jakautumismekanismit muurahaisten kanssa
Kasvisiementen jakautumiseen muurahaisten avulla on olemassa kaksi erilaista mekanismia. Ensimmäinen johtuu niittomurskaiden käyttäytymisen epätäydellisyydestä, jotka keräävät suuria määriä siemeniä ja vetävät ne pesiinsä ja syövät sitten. Nämä hyönteiset menettävät osan siemenistään matkan varrella, ja osa heistä sijoitetaan maanalaisiin säilytystiloihin, mutta silloin he eivät käy siellä. Tällaiset siemenet itävät ja kasvi esiintyy uusissa paikoissa.
Koska muurahaiset kuitenkin syövät enemmän siemeniä kuin ne pudottavat tai epäonnistuneesti piiloutuvat, kuvatuista mekanismeista on paljon hyötyä muurahaisille kuin kasveille, jotka menettävät suurimman osan siemenistä. Siksi leikkaajamuurahaiden siemenvälit olisi katsottava johtuvan siementen ravitsemuksen sivuvaikutuksista eikä keskinäisyydestä. Tämän mekanismin vaikutus rajoittuu melkein yksinomaan kuiviin alueisiin.
Mirmekohoriya
Olemme kiinnostuneita siementen jakelun toisesta mekanismista, joka on pohjimmiltaan erilainen kuin ensimmäinen ja jolla on luonnossa paljon suurempi merkitys. Kasvit osallistuvat tähän mekanismiin, jossa kehitetään niin kutsuttuja elikosomeja - rasvaa sisältäviä muodostumia siementen viereen tai niiden külge. Eliosomit toimivat muurahaisten syöttinä ja ne kantavat siemenet yhdessä elikosomien kanssa pesään. Siellä siirtokunnan asukkaat syövät elikosomia ja heittävät siemenen vahingoittamatta sitä.
Samaan aikaan kasvin ei tarvitse uhrata siemeniä muurahaisten ruokkimiseksi. Sellaisia suhteita, joita kutsutaan myrmecochoriaksi (kreikkalaisesta "myrmex" - muurahainen ja "kuoro" - etenevät, leviävät), voidaan ilmeisesti pitää todellisena keskinäisyytenä, koska ne ovat hyödyllisiä siementen vetäville muurahaisille ja elikosomeja muodostaville kasveille.
Eliosome evoluutio
Evolutionin aikana elikosomeja muurahaisten syöttinä esiintyi toistuvasti eri kasviperheissä. Ne ovat hyvin yleisiä Euroopan ja Pohjois-Amerikan itäosien kosteiden metsien, Itä-Australian kuivien pensasyhteisöjen ja eteläisen Afrikan kasvien yhteisöissä.
Useimmiten perheessä, vain jotkut lajit leviävät muurahaisiin. Esimerkiksi valtavassa Carex-siilien sukussa vain harvoilla lajeilla on elikosomeja, jotka tarjoavat, kuten on osoitettu, siementen leviämisen muurahaisiin. Monet muut saman suvun lajit asettuvat veden tai selkärankaisten avulla.Trillium-suvun kasveista, jotka erottuvat suurista kukista, monissa lajeissa siemenet on varustettu elikosomeilla ja levittää muurahaisia, kun taas muissa muodoissa hedelmät ovat lihaisia ja asettuminen tapahtuu selkärankaisten kautta. Nämä esimerkit, jotka on otettu fylogeneettisesti hyvin kaukana olevista ryhmistä, osoittavat, että myrmekochoria voi esiintyä itsenäisesti tietyssä suvussa.
Mirrin leviäminen
Ensimmäistä myrmekochoriaa tutkittiin yksityiskohtaisesti Ruotsin Uppsalan yliopiston kasvitieteilijä Johan Rutger Cernanderilla; vuonna 1906 hän julkaisi katsauksen eurooppalaisen kasviston myrmecochore-kasveista. Kvantitatiivista kokeellista lähestymistapaa käyttämällä Cernander vahvisti mirre-mechorian suuren merkityksen useimmissa eurooppalaisissa kasvillisuuden tyypeissä. Useiden hänen eri kenttälajeilla suorittamiensa kenttäkokeiden tulokset osoittivat, että muurahaiset mieluummin eososomeilla varustetuilla siemenillä, valinnanmahdollisuudella.
Vaikka myrmecochora-kasvien tutkimus aloitettiin Euroopassa, kasvitieteilijät tutkivat pian muiden mantereiden kasvillisuutta. Vähitellen Pohjois- ja Etelä-Amerikan kasvit lisättiin myrmecochores-luetteloon. Euroopassa ja Pohjois-Amerikassa suurin osa niistä on kosteiden lehtipuiden lehtimetsien nurmikasveja (Cernander havaitsi tämän mallin ensimmäisenä). Latinalaisessa Amerikassa muurahaiset levittivät trooppisten sademetsien monien yrttien, epifyyttien ja viiniköynnösten siemeniä.
Mirmecochoreja on erityisen paljon Australiassa ja eteläisessä Afrikassa, joissa niitä edustavat pääasiassa kovalehtiiset pensaat, jotka kasvavat kuivilla maaperillä, joissa on ravinteita. Vuonna 1975 R. Berg Oslon yliopistosta julkaisi tutkimuksensa tulokset, joiden mukaan Australiassa levitetään muurahaisten avulla noin 1,5 tuhatta lajia 87 kasvisukusta. Etelä-Afrikan erityisissä kasviyhteisöissä, nimeltään “finbosh”, löytyy yli tuhat myrmecochor-lajia. Käynnissä olevat tutkimukset tropiikan elävästä maailmasta täydentävät epäilemättä huomattavasti tätä luetteloa.
Elikosomien monimuotoisuus
Elikosomeja sisältävien kasvien taksonominen monimuotoisuus vastaa laajinta lajiketta kasekudoksia, jotka ovat muuttuneet muurahaisten houkuttelemiseksi tarkoitettuihin rakenteisiin. Monissa lajeissa, esimerkiksi Dicentra cucullariassa, siemenkuoren kasvaneesta osasta muodostuu elikosomi. Muissa lajeissa, etenkin keväällä kukkivissa, itäisessä Pohjois-Amerikassa kasvavissa maksakierroksissa, elikosomit tulevat siemeniä ympäröivästä munasarjan seinämän osasta. Carex-suvussa zlyosomit syntyvät munasarjan ympäröivistä kannekkeista. Tapauksia tunnetaan, kun joistain muista kukinnan kasveista tulee elikosomeja.
Elikosomien alkuperän monimuotoisuus on hyvä esimerkki yhdentyvästä evoluutiosta, joka osoittaa, kuinka eri muotojen ja toimintojen rakenteita voidaan muuttaa luonnonvalintaprosessissa ja saavuttaa sama tarkoitus ympäristön kannalta. Elikosomien tapauksessa kasvikudoksista, jotka alun perin suojelivat kasvifage-hyönteisiä tai muita tekijöitä, joille on tehty biokemiallisia ja rakenteellisia muutoksia, muuttui muurahaisten ruoka syötteinä.
Elikosomin koostumus
Elikosomit koostuvat erittäin mutatoiduista soluista, jotka sisältävät suuria tyhjiöitä - kalvojen sulkemia onteloita, jotka on täytetty eri ravinteiden seoksella. Tutkittuaan laajaa joukko myrmecochore-kasveja, A. Brzezinski Münchenin yliopistosta totesi, että elikosomit sisältävät runsaasti rasvoja, rasvahappoja ja muita eläimille välttämättömiä aineita. Joten muurahaiset voivat käyttää elikosomeja ruuana.
Suurin osa muurahaisista on monivuotisia: he syövät hyönteisiä ja erilaisia maaperän pinnalla olevia kasvi- ja eläinmateriaaleja. Eliosomien ja niihin kiinnittyneiden siementen on jäljiteltävä kemiallisesti eläinkudosta, mikä aiheuttaa muurahaisten tarttumisen niihin.
Ruoka vieheet muurahaisille
Elikosomit voivat sisältää myös muita kemiallisia komponentteja, jotka aiheuttavat muurahaisten syövyttäviä käyttäytymisreaktioita. New Marsin yliopiston D. Marshall ja hänen kollegansa erottivat tietyn aineen, polaarisen lipidin, 1,2-dioleiinin, joka on houkutteleva muurahaisille, Euroopan tuoksuvaan violetin (Viola odorala) elikosomeista. Samanlainen yhdiste löydettiin kahden Australian pensaan - Acacia myrtifolia ja Teratheca stenocarpa - elikosomeista.
Näiden aineiden merkitys muurahaisille ei ole vielä täysin selvä, mutta niiden esiintyminen mirre-mechor-kasveissa maapallon vastakkaisilla puolilla viittaa siihen, että evoluutio on tapahtunut yhtenäisesti. Lisäksi tämä samankaltaisuus viittaa mielenkiintoiseen oletukseen, että elikosomit voivat aiheuttaa muurahaisten paitsi ruoan keräämisen, mutta myös muun synnynnäisen käyttäytymisen. Joten tiedetään, että öljyhappo indusoi joitain muurahaisia poistamaan kuolleet eläimet pesästä. Ehkä muurahaiset siirtävät tätä ainetta sisältävät elikosomit samasta syystä.
Tehokas siementen jakautuminen myrmecochoreissa
Ruokasyöttien - eliosomien - lisäksi myrmecochore-kasveilla on joskus myös muita morfologisia laitteita, jotka helpottavat siementen kulkeutumista muurahaisten käymiin paikkoihin. Joissakin kasveissa hedelmät kantavat varret ja versot ovat niin ohuita ja joustavia, että siementen kypsyessä ne taipuvat melkein maahan, ja ovat tiellä muurahaisten syömisessä.
Muissa kasveissa on tapahtunut syvempiä morfologisia muutoksia. Esimerkiksi Carex umbellate -suodassa kukkia kantava verso lyhenee hyvin ja siemenet (yhdessä niitä ympäröivien kudosten kanssa) kypsyvät itse maassa siten, että ne pysyvät aina sillä tasolla, missä muurahaiset etsivät ruokaa.
Länsi-Pohjois-Amerikassa kasvavan Trillium petiolatumin morfologiset muutokset ovat vielä voimakkaampia. Suurimmalla osalla Trillium-suvun lajeista on yksi kukka ja kolme lehteä korkean (jopa 30 cm) varren yläosassa. Ja Trillium petiolatumissa muodostuu suuri, huomattava kukka hyvin lähellä maata, ja siemenet, jotka on varustettu elikosomeilla, kypsyvät muurahaisten ulottuvilla.
Lisäksi, jos Trillium petiolatumilla, kuten muilla saman suvun lajeilla, olisi lehtiä kiertyneenä kukinnan alla, ne olisivat esiintyneet suoraan maaperän pinnalla. Tässä lehdessä, vaikka lehdet kiinnittyvät varteen tavallisessa paikassa, ts. Kukkassa, lehdenterät istuvat pitkien lehtien päässä, jotka nostavat lehtiä kukan yläpuolelle, jotta ne olisivat helpompia fotosynteesiin. Lyhyesti sanottuna Trillium-suvun tyypillinen kasvi-arkkitehtuuri on päinvastainen. Tämän T. petiolatum-muodon kohtuullisen evoluutio-selityksen saamiseksi olisi oletettava, että muurahaisten siementen jakautumisella on valtavia etuja.
Siementen jakelun tehostamiseksi myrmecochoreissa niiden kypsymisajat voivat myös muuttua. Suurimmassa osassa näistä kasveista lauhkeilla alueilla siemenet ja elikosomit kypsyvät varhain keväällä. Tällä hetkellä hyönteisten ruumiit, jotka muodostavat usein muurahaisten ravinnon perustan, ovat paljon vähemmän yleisiä kuin kesällä, jolloin hyönteisten lukumäärä kasvaa monta kertaa. Siksi kasvit, joissa kypsät eliosomit ilmestyvät keväällä, kokevat vähemmän kilpailua syövien muurahaisten huomiosta, ja niiden siemeniä kuljetetaan useammin kuin kesällä tai syksyllä.
Kevään myrmecochoreiden esiintyvyys selittyy luonnollisen valinnan vaikutuksella, joka suosii siementen ja elikosomien varhaista kypsymistä. Tietenkin muut tekijät voivat myös myötävaikuttaa metsäkasvihuonekasvien korkeaan aineenvaihduntaan aikaisin keväällä - erityisesti auringonvalon runsaus maanpinnalla ennen puiden kruunujen avautumista. On mahdollista, että muurahaisten ravinnon ominaispiirteet muodostavat vain lisätekijän valintapaineeseen, mikä lisää myrmecochora-kasvien kehitystä varhaiskeväällä.
Muurahaiset poimii siemeniä
Siemeniä kerättävät muurahaiset muodostavat melko ”malli” -ryhmän. Monet heistä, useiden merkkien perusteella, ilmeisesti pitäisi olla lihansyöjiä. K. Horwitz Miamin yliopistosta osoitti esimerkiksi, että Meksikon eteläosassa Calathea-siemeniä kuljettavat Odontomachus- ja Pachyeondyla-sukujen muurahaiset, joilla on voimakas pisto ja iso alakalvo selviytymään elävistä saalista.
Siitä huolimatta nämä muurahaiset keräävät siemeniä erittäin aktiivisesti ja kuljettavat ne pesään, jossa ne erottavat elikosomit siemenistä ja syöttävät ne toukat. Voi osoittautua, että jotkut elikosomien sisältämät kemialliset yhdisteet ovat muille muurahaisille samanlaisia ärsykkeitä kuin heillä on.
Siemenet leviävien muurahaisten tyypit
Siemenet leviävät ja edustavat monia muita suvuja. Euroopan ja Pohjois-Amerikan lauhkean vyöhykkeen metsissä nämä ovat yleensä Formica, Myrmica ja Aphaenogaster, ja Kaakkois-Australian lajeilla Rhyti-doponera-, Pheidole- ja Iridomyrmex-sukujen lajeilla on näkyvin rooli. Jopa sellaiset tyypillisesti viljaa syövät niittäjät, kuten Messor, Pogonomyrmex ja yeromessor, toimivat tietyissä olosuhteissa, kuten käy ilmi, siementen kantoaineina.
Mürh-mechor-menetelmällä kasvien asuttamisessa on suora tarkoitus houkutella mahdollisimman monta muuta muurahaista. Pääsääntöisesti samasta paikasta löytyy melko monia muurahaisia lajeja, joten jos kasvalla on menetelmä houkutella vain yksi niistä, se menettää selvästi monia etuja. Itse asiassa tuhansien tunnettujen maailmanlaajuisten kasvilajien lajien joukossa ei ole ketään, jota voitaisiin varmuudella sanoa, että se olisi suunnattu mihin tahansa muurahaisten piikkimuotoon.
Samoin ei ole todisteita minkään muurahaislajin erikoistumisesta yhteen tiettyyn myrmecochor-kasvin lajiin. Tämä erikoistumisen puute on ristiriidassa trooppisten hyönteisten ja kasvien välisen suhteen laajalle levinneen laji-erityisyyden kanssa, jolla on usein suuri merkitys pölytyksessä. Tässä suhteessa myrmekochoria-ilmiötä olisi pidettävä kasvien kehityksen tuloksena, ei kasvien ja hyönteisten yhteiskehityksen tuloksena. Muurahaisten "näkökulmasta" elikosomin on oltava kaikki sama ruoka, joka tulisi tuoda kotiin, vain erityispakkauksessa.
Miksi muurahaiset jakavat siemeniä?
Loppujen lopuksi, missä myrmecochores kasvaa, yleensä löytyy myös monien muiden hyönteisryhmien edustajia. Kasvien tehokkaan leviämisen varmistamiseksi tarvitaan kuitenkin hyönteisiä, jotka kuljettavat siemeniä huomattavan matkan vahingoittamatta niitä. Vaatimuksen täyttävät vain sosiaaliset hyönteiset, jotka kantavat ruokaa pesässään eivätkä syö sitä paikan päällä. Tyypillisesti työhön osallistuvat henkilöt tutkivat ja kynittävät jonkin alueen pesän (muurahaiskannan) ympäriltä ja vetävät sitten kaiken siellä olevan syötävän toukkien syöttämiseksi. Siksi muurahaisten sosiaalisen käyttäytymisen kehitys esitteli heitä (ts. Teki heistä sopivia etukäteen) siementen tehokkaaseen jakeluun.
Muurahaisilla on myös muita ominaisuuksia, jotka soveltuvat siementen jakelijan rooliin. Useimmissa luontotyypeissä muurahaiset kuuluvat useimpiin hyönteisiin; he etsivät intensiivisesti ruokaa maaperän pinnalta koko kasvien vegetaation ajan; Löydettyään uuden ravintolähteen muurahaiset mobilisoivat muut työskentelevät henkilöt keräämään mahdollisimman paljon rehua; jos siellä on paikka, jossa on erityisen runsaasti ruokaa, ne voivat jopa siirtyä sinne koko pesän mukana. Kaikki nämä käytökset ovat hyödyllisiä mirhamaisille kasveille, jotka pyrkivät jakamaan siemenensä.
Koska myrmecochoriaa löytyy ympäri maailmaa monenlaisista luontotyypeistä, ekologit ovat miettineet, onko kasvien tämän ilmiön takia saamia evoluutioetuja yleisiä. Ja viime aikoina useat kenttä- ja laboratoriokokeet ovat paljastaneet kuinka siementen houkuttelevuus muurahaisille lisää myrmecochor-kasvilajien säilymistä ja hedelmällisyyttä.
Kasvien hyödyt muurahaisten leviämästä siemeniä
Alueen rajojen laajentaminen on kasvin tärkein hyöty siitä, että muurahaiset leviävät siemeniin. Usein muurahaiset kuljettavat siemeniä vain metrin tai kaksi, mutta liikkeet kirjataan 70 metrin etäisyydeltä.Joten muurahaisten ansiosta kasvit saavat mahdollisuuden asuttaa uusia alueita. Väestön leviäminen vähentää sen sukupuuttoon todennäköisyyttä johtuen paikallisista elinympäristömuutoksista. Mitä tahansa muurahaiset voivat tarjota tämän edun pesänrakennustavoistaan riippumatta.
Muurahaisten ansiosta siementen selviytymismahdollisuudet voivat myös kasvaa, koska ne ovat siirtyneet emokasvista ja sen varjo ei estä taimen kehitystä. Yksi tutkimuksen kirjoittajista, nimittäin Handle, suoritti seuraavan kokeen. Carex peduncula -sedimentin siemenistä (a, emäkasvin alle jätettynä) saatiin taimia, joissa oli vain kolme lehteä, ja sen alapuolelta poistetuista siemenistä taimet kehittyivät keskimäärin 89 lehtiä samanaikaisesti. Lisäksi siirrettyjä siemeniä oli paljon hedelmällisempiä: vain he antoivat kasveja, jotka kukkivat seuraavana kesänä.
Siementen liikkuminen muurahaisten avulla vähentää kilpailua taimien ja emäkasvien välillä, mutta myös eri lajien kasvien välillä. Joten Handlen kokeissa kolmella Carex-lajilla (joista yksi oli Mirmekohor), joka kasvoi yhdessä elinympäristössä, muiden seddien läsnäolo häiritsi Myrmecohor-lajeja ja se kasvoi vain hyvin toisistaan.
Koska paikalliset muurahaiset olivat kiinnostuneita vain elikosomeista koostuvista siemenistä, he veivät luonnollisesti Mirmekochorin sedden siemenet pesiinsä. Tämän vuoksi myrmechor-lajit pystyivät monopolisoimaan niissä elinympäristöissä alueilla, joilla oli paljon muurahaispentuja (esimerkiksi mätää puuta). Täällä hänen ei tarvinnut kilpailla muiden Carex-lajien kanssa avaruudesta, valosta, ravintoaineista ja muista perusresursseista. Mirmekohoriya olisi tehokas, kun läsnä olisi edustajia monista muista suvuista, joiden taimet kilpailevat "paikasta auringossa".
Vielä suurempia tappioita kuin kilpailusta johtuvat siemenet ja taimet aiheuttavat eläinten, etenkin lintujen ja pienten jyrsijöiden, syömiselle niitä, joiden siemenet muodostavat ruokavalion perustan. Kuten kukin puutarhuri tietää, etanat ja etanat tuhoavat myös taimet.
Monilla maapallon alueilla on tutkittu mahdollisuutta, että siementen esiintyminen muurahaispentuissa suojaa niitä ainakin joidenkin viljaa syövien eläinten syömältä. Länsi-Virginian metsissä ja subalpiin niiteillä tehtyjen tutkimusten mukaan kpl. Pieniille alustoille sijoitetut Colorado-siemenet, jotka on suojattu muurahaisten tunkeutumiselta, syötiin melkein väistämättä päivän aikana. Jos muurahaisia ei estänyt, elikosomeilla varustetut siemenet putosivat nopeasti maanalaisiin varastoihinsa. Turnbell Australian Macquarien yliopistosta osoitti, että Coloradossa kasvavan Viola nuttalliin siementen vapautumisen kausittainen ja päivittäinen dynamiikka vastaa maksimaalisen muurahaistoiminnan ajanjaksoja.
Ehkä mielenkiintoisin tilanne on siemenien syöminen kanervayhteisöissä ja Australian metsäalueilla, joissa hallitseva kasvillisuusosa on lehtipuita (sclerophylls) ja myrmecochor-haaruita on melko paljon, samoin kuin granivorous eläimiä. On ironista, että tärkeimmät vilja syövät lajit ovat muurahaisia. Yhden L. Hughesin (myös Macquarie University) uusimman teoksen tulosten perusteella, sellaisessa yhteisössä kaatuneiden siementen kohtalo riippuu siitä, kuka ensin löytää - "hyödyllisen" muurahaisen, joka siirtää siemeniä, tai "haitallisen", joka niitä syö. Jos siemenessä on elikosomi, niin on todennäköisempää, että ”hyödyllinen” muurahainen poimii sen ennen ”haitallista”.
Toinen uhka on tulipalot. Erityisen suuri on niiden rooli Australian ja Etelä-Afrikan ekosysteemeissä, joissa pääosin ovat pensaat. Näiden yhteisöjen kasveilla on kuitenkin useita mukautuksia tulipalojen selviämiseen. Monet lajit, mukaan lukien jotkut myrmecochores, eivät ole vain tulenkestäviä, vaan tarvitsevat tulipaloja jalostukseensa.
Useiden australialaisten tutkijoiden saamat tiedot osoittavat vakuuttavasti, että muutto muurahaisten pesiin suojaa siemeniä tappavalta ylikuumenemiselta tulipalojen aikana pensasyhteisöissä. Mutta osa muurahaisten kuljettamista siemenistä ei kykene itämään ilman erityistä subletaalilämmitystä. Siipikarjan kaivaukset osoittivat, että siemenet haudattiin eri syvyyksiin. Tällainen järjestely "vilja-aitoissa" on luultavasti hyödyllinen kasveille, koska tämän ansiosta siemenet, jotka eivät ole kokeneet kohtalokasta ylikuumenemista, mutta joita on kuumennettu tarpeeksi itämiseen, jäävät todennäköisesti joihinkin kerroksiin.
Muurahaisten vaikutus taimen kehityksen ympäristöolosuhteisiin
Toisin kuin linnut ja nisäkkäät, siruttaen siemeniä, jotka saapuivat heille melkein satunnaisesti koko alueelle, muurahaiset kuljettavat ne tarkkaan määriteltyihin paikkoihin siirtokunnassaan; tämä käyttäytymisominaisuus parantaa myös siementen selviytymistä. Joten kohtalaisen kosteissa metsissä muurahaiset pesivät usein mäntyperäisissä runkoissa ja kannoissa, jotka nousevat maanpinnan yläpuolelle. Tällaiset paikat ovat vähemmän alttiita tulville kevään tulvien aikana ja ovat siksi erittäin käteviä sekä muurahaisille että siemenille.
Kuten missä tahansa muussa eläin (ja ihmisissä) yhteisössä, roskat kerääntyvät muurahaiskolongiin. Muurahaiset "roskat" sisältävät saaliin jäännöksiä, ulosteita, kuolleiden henkilöiden ruhoja ja paljon muuta materiaalia (jota on joskus mahdotonta arvata tarkoituksesta), jonka muurahaiset kerättävät ja aina vetävät kotiin. Sellaisten kaatopaikalle pääseminen voi olla erittäin hyödyllistä siementen ja taimien itämiseen, etenkin myrmecochore-lajien osalta.
Orgaanisessa jätteessä on usein runsaasti kasvien kasvuun tarvittavia ravintoaineita (siksi puutarhurit järjestävät kompostikasoja ja viljelijät tuovat lantaa istutusten maaperään). Muurahaisten pesissä orgaanisen aineen, typen, kaliumin ja fosforin pitoisuus on usein korkeampi kuin ympäröivässä maaperässä. Siksi muurahaiskolonko voi tarjota taimille pienen, mutta syötäväksi tarkoitetun kompostin, joka on niin välttämätöntä kasvelle kehityksen varhaisessa vaiheessa, joka on erityisen herkkä ympäristöoloille.
Taimien selviämistä helpottavat myös maaperän, jolla muurahainen pesä sijaitsee, ja lähialueiden fysikaaliset ominaisuudet. Siipikarjan rakenne tekee maaperästä usein löysämpää ja paremmin ilmastettua, lisää sen kykyä pitää vettä. Joidenkin tutkijoiden mukaan tärkein asia, joka antaa kasvelle siipikarjan, on tarvittavan määrän veden saanti taimeen aikaan, jolloin sen juuret ovat vielä liian pieniä toimittamaan vettä itsenäisesti kasvelle.
Kokeet myrmekochorian roolin arvioimiseksi
Joten on selvää, että muurahaiset voivat vaikuttaa merkittävästi ympäristöolosuhteisiin taimien kehityksessä. Myrrih-mekochorian roolin evoluutiossa arvioimiseksi tehtiin kenttäkokeet, joissa jäljitettiin ja verrattiin kahden siemenryhmän kohtaloa: jotkut siemenet veivät pesäkkeeseen muurahaiset ja toiset kylvettiin käsin samaan elinympäristöön. Ensimmäisten tällaisten kokeiden joukossa tutkittiin kahta myrmecochor-violettilajia Etelä-Englannissa. Kolmen vuoden kuluttua, kun siemenet itäivät ja taimet ilmestyivät, kävi ilmi, että kaikki eloonjääneet kasvit kuuluivat yksinomaan muurahaiskunnan läpi kulkeneeseen ryhmään.
Samanlainen koe tehtiin kaksivuotisen kasvin, Golden Corydalisin (Corydalis aurea) kanssa, joka tuottaa siemeniä toisena vuonna. F. Hanzawa Grinnel Collegesta totesi, että muurahaiskilpien ulkopuolella itäneiden taimien eloonjäämisaste on sama. Ensimmäisen ryhmän taimien joukossa talven eloonjääneiden ja lisääntymisikään saavuttaneiden osuus oli kuitenkin suurempi.Tämä johti tosiasiaan, että seuraavassa sukupolvessa erot ensimmäisen ja toisen ryhmän kasvien muodostamien siementen kokonaismäärässä osoittautuivat erittäin merkittäviksi: muurahaiskilpailun läpi kulkeneiden kasvien siemensato osoittautui kaksinkertaiseksi verrattuna kontrolliryhmään.
Koska ensimmäisessä sukupolvessa siementen lukumäärä eri ryhmissä oli täsmälleen sama, on selvää, että muurahaisten hyödyntämän kultaharjakannan populaatio kasvaa paljon nopeammin kuin muurahaisten puuttuessa. Nopeasti kasvava väestö todennäköisemmin voittaa kilpailun muiden kasvien kanssa ravintoaineista, asuintilasta ja muista resursseista. Siksi Hanzawan tiedot viittaavat siihen, että siementen leviämisen ympäristöolosuhteet, mukaan lukien muurahaisten läsnäolo, vaikuttavat kasvien populaatioiden evoluutiopotentiaaliin.
Siksi myrmecochoria antaa epäilemättä useita etuja tietyille kasvilajeille. Mutta ei vielä ole varmistettu varmuudella, mitä muut muurahaiset voittavat tämän vuorovaikutuksen aikana. Sano, että tiedetään, että rehuviettävät muurahaiset etsivät aktiivisesti elikosomeja, sippaavat ne nopeasti siemenistä ja syöttävät niitä toukat. Mutta miten tämä käyttäytyminen vaikuttaa muurahaiskolonnin kasvuun, on vielä nähtävissä.
Huomionarvoista on se, että kaikki muurahaiset eivät osallistu siementen jakamiseen. Kun siemeniä suihkutetaan kasvista, vain pieni osa niistä monista muurahaislajeista, jotka asuvat tietyssä elinympäristössä, osoittavat kiinnostusta elikosomeihin. Muurahaisten keskuudessa on oltava tietty erikoistuminen, mutta ei edelleenkään tiedetä, mikä sen luonne on - käyttäytymiseen liittyvä, morfologinen, ruoka tai jokin muu.
Siksi siementen jakautumista muurahaisiin voidaan pitää tärkeänä mallina tutkittaessa monenlaista vuorovaikutusta kasvien ja eläinten välillä, jotka tietyssä mielessä näyttävät olevan epäsymmetrisiä. Kasvit ovat selkeästi kehittäneet erityisiä sopeutumisia muurahaisten käsittelemiseen (adaptiivisimmista hahmoista huomattavinta ovat elikosomit), mutta se, mitä muurahaisten hankkimat mukautukset koostuvat, ei ole kaukana itsestään selvästä.
Vaikka myrmecochoria oikeuttaa itsensä siementen jakelumekanismiksi, se ei ole kuitenkaan täysin luotettava. Elikosomit ovat houkuttelevia eri ryhmien muurahaisille. Kuten kultaisen Corydalisin kanssa tehdyt kokeilut osoittavat, taimet eivät kuitenkaan koskaan esiinny jonkin muurahaislajin pesissä. Ilmeisesti nämä muurahaiset käyttävät elikosomeja ilmaiseksi, todennäköisesti tuhoamalla niihin kiinnittyneet siemenet tai taimet.
Tällaisten ryöstö muurahaisten lisäksi missä tahansa elinympäristössä on noin tusina muuta tekijää, jotka vaikuttavat myrmecochorian onnistumiseen tai epäonnistumiseen siementen jakautumismekanismina. Joskus muurahaisten asuntoja tulvii sateet; sieni-eläintauti tai saalistajien väkivaltainen toiminta voivat heikentää heidän väestöään. Kun runsaasti muita ravintolähteitä, elikosomit eivät ehkä ole yhtä houkuttelevia muurahaisille. Jos useiden kasvilajien on kilpailtava muurahaisten palvelemisesta, jälkimmäiset voivat laiminlyödä siemeniä, joilla on pienimmät elikosomit.
Mirmekohoriya - ehdollisen keskinäisyyden
Koska muurahaisten siementen jakelun tehokkuus vaihtelee suuresti, X. Cashman Macquarie Universitystä ja J. Eddicott Prov. Alberta (Kanada) ehdotti, että myrmecohoria on ehdollista keskinäisyyttä. Kerralla tai toisessa tietyssä paikassa tämä mekanismi ei voi vallitsevista olosuhteista riippuen toimia kovin tehokkaasti.
Jos kaikki ehdot täyttyvät, myrmecochorian hyödyt sekä kasveille että muurahaisille ovat kuitenkin erittäin merkittäviä. Ja nämä edut ovat niin suuria, että valintapaine säilyttää ominaisuudet, jotka ovat tarpeen asianmukaisen käytöstyypin ylläpitämiseksi.
Heti kun tunnettujen mirre-mechor-kasvien luettelo kasvaa koko ajan, toivotaan, että tieto tämän kasvien asettumismekanismin roolista globaalissa elimistössä kasvaa. Jatkotutkimukset myrmecochorian tuottamista eduista kasveille ja muurahaisille auttavat myös selvittämään keskinäisiä suhteita ja niiden evoluutiovaikutuksia.