Norėdami paskleisti savo sėklas kuo plačiau ir toliau, augalai dažnai naudojasi gyvūnų pagalba. Kituose, įskaitant auginamus vaismedžius, sėklas praryja mėsėdžiai ir sudygsta, palikdami gyvūno kūną su išmatomis ar pūtimu.
Tačiau sėklas platina ne tik stuburiniai gyvūnai; skruzdžių vaidmuo taip pat yra puikus.
Skruzdėlės - sėklų platintojai
Biologai tik pradeda suprasti specializuotus mechanizmus, pagal kuriuos skruzdėlės yra pagrindiniai augalų paplitimo visame pasaulyje veiksniai. Augalai, kuriuose gyvena skruzdėlės, randami įvairiose ekosistemose visuose žemynuose, išskyrus Antarktidą. Dabar žinomos daugiau kaip 3000 žydinčių augalų rūšių iš 60 šeimų, plinta tokiu būdu ir šis sąrašas nuolat auga.
Tarp augalų ir skruzdėlių, nešančių jų sėklas, susiformuoja tikrasis abipusis ryšys, t.y., abipusiai naudingi santykiai. Tarpusavyje savitarpis atsirado tokiose augalų grupėse, kurios, matyt, galime kalbėti apie stiprius, pakartotinai kartojamus atrankos spaudimo evoliucijos metu, prisidedant prie jo atsiradimo. Straipsnyje aptariamas natūralios atrankos procesas, susijęs su augalų ir gyvūnų savitarpiu, tokio pobūdžio tarprūšinių santykių raida ir jų sukuriama nauda aplinkai.
Sėklų pasiskirstymo mechanizmai dalyvaujant skruzdėms
Yra du skirtingi augalų sėklų paskirstymo mechanizmai, kuriuose dalyvauja skruzdėlės. Pirmoji priežastis yra netobulas skęstančių skruzdėlių elgesys, kurie dideliais kiekiais surenka sėklas ir tempia jas į savo lizdus, o po to valgo. Šie vabzdžiai pakeliui praranda dalį savo sėklų, o dalį jų deda į požemines saugyklas, tačiau tada jų nelanko. Tokios sėklos sudygsta ir augalas pasirodo naujose vietose.
Kadangi skruzdėlės vis dėlto suvalgo daugiau sėklų, nei numeta ar nesėkmingai paslepia, aprašytas mechanizmas yra daug naudingesnis skruzdėms nei augalams, kurie praranda didžiąją dalį sėklų. Todėl sėklų išsidėstymą skynėjų skruzdėlės turėtų būti priskirtos ne dėl savitarpio, o dėl šalutinio sėklų mitybos poveikio. Šis mechanizmas daro poveikį beveik tik sausringiems regionams.
Mirmekohorija
Mus domins antrasis sėklų paskirstymo mechanizmas, iš esmės skirtingas nuo pirmojo ir turintis daug didesnę reikšmę gamtoje. Augalai dalyvauja šiame mechanizme, kuriame vystosi vadinamosios elikozomos - riebalų turinčios formacijos, esančios greta arba pritvirtintos prie sėklos. Eliosomos tarnauja kaip jaukas skruzdėms, o sėklos kartu su elikozomomis nešasi į savo lizdą. Ten kolonijos gyventojai valgo elikozomą, o sėklą išmeta nepakenkdami.
Tuo pačiu metu augalas neturi paaukoti savo sėklų, kad pamaitintų skruzdėles. Tokį santykį, vadinamą myrmecochoria (iš graikų kalbos „myrmex“ - skruzdėlė ir „choras“ - sklindantis, plintantis), matyt, galima laikyti tikru abipusiškumu, nes tai naudinga ir skruzdėlynui, tempiantiems sėklas, ir augalams, kurie sudaro elikomas.
Eliosomų evoliucija
Evoliucijos metu įvairiose augalų šeimose pakartotinai atsirado elikozomos kaip jaukas skruzdėms. Jie labai paplitę drėgnų Europos ir rytų Šiaurės Amerikos miškų, Rytų Australijos sausų krūmų bendrijų ir pietų Afrikos augalų bendrijų augalijoje.
Dažniausiai šeimoje skruzdėlės platina tik kai kurias rūšis. Pavyzdžiui, milžiniškoje „Carex“ seklumų gentyje tik kelios rūšys turi elikomas, kurios, kaip buvo parodyta, skleidžia skruzdėlynus. Daugelis kitų tos pačios genties rūšių yra apgyvendintos naudojant vandenį ar stuburinius gyvūnus.Tarp Trillium genties augalų, kurie išsiskiria didelėmis gėlėmis, daugelyje rūšių sėklos yra aprūpintos elikomomis ir skleidžiamos skruzdėlės, o kitomis formomis vaisiai yra mėsingi, o išsidėstymas vyksta per stuburinius gyvūnus. Šie pavyzdžiai, paimti iš filogenetiškai labai tolimų grupių, rodo, kad mirmekochorija gali atsirasti nepriklausomai tam tikroje gentyje.
Mikrochorijos plitimas
Pirmąją mirmekochoriją išsamiai ištyrė Švedijos Upsalos universiteto botanikas Johanas Rutgeris Cernanderis; 1906 m. jis paskelbė Europos floros myrmecochore augalų apžvalgą. Taikydamas kiekybinį eksperimentinį metodą, Cernanderis nustatė didelę miros-mechorijos svarbą daugumai Europos augalų rūšių. Daugelio jo lauko eksperimentų su įvairiomis augalų rūšimis rezultatai parodė, kad, pasirinkdami galimybę, skruzdėlės mieliau renkasi sėklas su eliukais.
Nors myrmecochora augalų tyrimai buvo pradėti Europoje, botanikai netrukus ištyrė augaliją iš kitų žemynų. Pamažu Šiaurės ir Pietų Amerikos augalai buvo įtraukti į mirmekorių sąrašą. Europoje ir Šiaurės Amerikoje dauguma jų yra drėgnų lapuočių lapuočių miškų žoliniai augalai (Cernanderis pirmasis pastebėjo šį modelį). Lotynų Amerikoje skruzdėlės platina daugelio atogrąžų miško žolelių, epifitų ir vynmedžių sėklas.
Mirmekochorų ypač daug Australijoje ir Pietų Afrikoje, kur juos daugiausia sudaro kietmedžio krūmai, augantys sausringuose dirvožemiuose, kuriuose trūksta maistinių medžiagų. 1975 m. R. Bergas iš Oslo universiteto paskelbė savo tyrimų rezultatus, pagal kuriuos Australijoje iš skleidžiamų skruzdėlių pasiskirsto apie 1,5 tūkst. Rūšių iš 87 augalų genčių. Specifinėse Pietų Afrikos augalų bendrijose, vadinamose „finbosh“, yra daugiau nei tūkstantis rūšių myrmecochor rūšių. Vykstantys tropikų gyvojo pasaulio tyrimai neabejotinai žymiai papildys šį sąrašą.
Elikozomų įvairovė
Aksonų augalų su elikomomis įvairovė atitinka plačiausią augalų audinių, pavirtusių skruzdėlių pritraukimo struktūromis, asortimentą. Daugeliui rūšių, pavyzdžiui, Dicentra cucullaria, iš apaugusios sėklos apvalkalo dalies susidaro elikozoma. Kitų rūšių, ypač pavasarį žydinčių kepenėlių, augančių rytinėje Šiaurės Amerikoje, elikozomos yra iš kiaušidės sienos, esančios aplink sėklą, dalies. „Carex“ gentyje zlyosomos susidaro iš apyvarpės audinio, apgaubiančio kiaušidę. Yra žinomi atvejai, kai kai kurie kiti žydinčių augalų organai tampa elikomomis.
Elikozomų kilmės įvairovė yra geras susiliejančios evoliucijos pavyzdys, parodantis, kaip natūralios atrankos procese gali būti pakeistos įvairių formų ir funkcijų struktūros ir aplinkosaugos požiūriu įgyja tą patį tikslą. Elikozomų atveju augalų audiniai, kurie iš pradžių atliko apsaugą nuo fitofago vabzdžių ar kitų veiksnių, patyrę biocheminius ir struktūrinius pokyčius, virto skruzdžių maisto masalais.
Elikozomos sudėtis
Eliosomos yra sudarytos iš labai mutavusių ląstelių, turinčių didelių vakuolių - membranomis uždarų ertmių, užpildytų įvairių maistinių medžiagų mišiniu. Ištyręs daugybę myrmecochora augalų, A. Brzezinski iš Miuncheno universiteto nustatė, kad elikozomose yra gausus riebalų, riebalų rūgščių ir kitų gyvūnams reikalingų medžiagų rinkinys. Taigi skruzdėlės gali naudoti elikozomas kaip maistą.
Dauguma skruzdėlių yra visaėdžiai: jie valgo vabzdžius ir įvairias augalines bei gyvūnines medžiagas, aptinkamas dirvožemio paviršiuje. Prie jų pritvirtintos eliosomos ir sėklos turi chemiškai imituoti gyvūnų audinius, dėl kurių skruzdėlės juos sugriebia.
Maisto masalas skruzdėms
Eliosomos taip pat gali apimti kitus cheminius komponentus, sukeliančius skruzdėlių elgesio reakcijas. D. Marshall iš Naujosios Meksikos universiteto ir jos kolegos iš Europos kvapiųjų violetinių (Viola odorala) elikozomų išskyrė specifinę medžiagą - polinį lipidą 1,2-dioleiną, kuris patraukia skruzdėles. Panašus junginys buvo rastas dviejų Australijos krūmų - Acacia myrtifolia ir Teratheca stenocarpa - eliozomose.
Šių medžiagų vertė skruzdėlėms dar nėra visiškai aiški, tačiau jų buvimas miros mechoriniuose augaluose priešingose Žemės rutulio pusėse rodo, kad evoliucija vyko vienodai. Be to, šis panašumas rodo įdomią prielaidą, kad elikozomos gali priversti skruzdėles ne tik rinkti maistą, bet ir kitokį įgimtą elgesį. Taigi, žinoma, kad oleino rūgštis skatina kai kurias skruzdėles pašalinti negyvus gyvūnus iš lizdo. Gali būti, kad elikosomas, kuriose yra šios medžiagos, dėl tos pačios priežasties nuneša skruzdėlės.
Efektyvus sėklų pasiskirstymas mirmekoruose
Be maisto jaukų - elikozomų - mirmekorio augalai kartais turi ir kitų morfologinių prietaisų, palengvinančių sėklų patekimą į skruzdėlių aplankytas vietas. Kai kurių augalų stiebai ir ūgliai, turintys vaisius, yra tokie ploni ir lankstūs, kad, subrendus sėklai, jie pasilenkia beveik iki žemės, būdami taip, kad galėtų skruzdėles maitinti.
Kiti augalai patyrė gilesnius morfologinius pokyčius. Pvz., „Carex umbellate“ sedime gėlės nešančios šakelės labai sutrumpėja, o sėklos (kartu su juos supančiais audiniais) subręsta netoli žemės, kad jos visada liktų tame lygyje, kur skruzdėlės ieško savo maisto.
Trillium petiolatum, augančio vakarų Šiaurės Amerikoje, morfologiniai pokyčiai yra dar ryškesni. Dauguma Trillium genties augalų rūšių turi vieną žiedą ir tris lapus, esančius aukšto (iki 30 cm) stiebo viršuje. O „Trillium petiolatum“ labai pastebima gėlė formuojasi labai arti žemės, o sėklos, turinčios elikomų, bręsta prieinamoje skruzdėlių vietoje.
Be to, jei „Trillium petiolatum“, kaip ir kitos tos pačios genties rūšys, būtų po gėlu nubraukę lapus, jie būtų atsiradę tiesiai dirvožemio paviršiuje. Tačiau šioje rūšyje, nors lapai prie stiebo prigyja įprastoje vietoje, t. Y. Po gėle, lapų ašmenys sėdi ilgų petioolių gale, kurie pakelia lapus virš gėlės, kad jie būtų patogesni fotosintezei. Trumpai tariant, tipiška augalo „Trillium“ genties „architektūra“ yra atvirkštinė. Norint pateikti pagrįstą evoliucinį šios T. petiolatum formos paaiškinimą, reikėtų manyti, kad skruzdžių pasiskirstymas sėklomis teikia didžiulę naudą.
Veiksmingesniam sėklų pasiskirstymui mirmekoriuose gali keistis jų nokinimo laikas. Daugelyje šių augalų vidutinio klimato zonose ankstyvą pavasarį subręsta sėklos ir elikozomos. Šiuo metu vabzdžių lavonai, dažnai sudarantys skruzdžių dietos pagrindą, yra daug retesni nei vasarą, kai vabzdžių skaičius padidėja daug kartų. Taigi augalai, kuriuose pavasarį pasirodo subrendusios elikozomos, patirs mažiau konkurencijos dėl maitinančių skruzdėlių, o jų sėklos bus gabenamos dažniau nei vasarą ar rudenį.
Pavasarinių myrmechorų vyravimą galima paaiškinti natūralios atrankos būdu, kuris teikė pirmenybę ankstyvam sėklų ir elikozomų nokinimui. Be abejo, prie didelio miško žolinių augalų metabolizmo ankstyvą pavasarį gali prisidėti ir kiti veiksniai - ypač saulės spindulių gausa žemės lygyje prieš medžių vainikams atsiveriant. Gali būti, kad skruzdžių auginimo ypatumai yra tik papildomas atrankos spaudimo veiksnys, skatinantis myrmecochora augalų vystymąsi ankstyvą pavasarį.
Skruzdėlės skindamos sėklas
Skruzdėlės, renkančios sėklas, sudaro gana „margučių“ grupę. Daugelis jų, vertindami daugybę ženklų, akivaizdžiai turėtų būti mėsėdžiai. Pvz., K. Horwitz iš Majamio universiteto parodė, kad Meksikos pietuose Calathea sėklas neša skruzdėlės iš Odontomachus ir Pachyeondyla genčių, turinčių galingą įgėlimą ir didelius apatinius žandikaulius, kad galėtų susitvarkyti su gyvu grobiu.
Nepaisant to, šios skruzdėlės labai aktyviai renka sėklas ir neša jas į savo lizdą, kur atskiria elikomas nuo sėklų ir maitina jas lervomis. Gali paaiškėti, kad kai kurie cheminiai junginiai, esantys elikozomose, yra tas pats skruzdėlių stimulas, kokį jie turi.
Skruzdėlių rūšys, skleidžiančios sėklas
Sėklos plinta ir daugelio kitų genų atstovai. Europos ir Šiaurės Amerikos vidutinio klimato zonos miškuose dažniausiai tai yra „Formica“, „Myrmica“ ir „Aphaenogaster“, o pietryčių Australijos rūšyse svarbiausią vaidmenį vaidina „Rhyti-doponera“, „Pheidole“ ir „Iridomyrmex“ genties rūšys. Net tokios paprastai grūdų valgymui naudojamos skruzdėlės, kaip „Messor“, „Pogonomyrmex“ ir „yeromessor“, tam tikromis sąlygomis, kaip paaiškėjo, yra sėklų nešėjos.
Taikant miros-mechoro augalų apgyvendinimo metodą, tiesioginė prasmė yra pritraukti kuo daugiau skirtingų skruzdėlių. Paprastai toje pačioje vietoje randama nemažai skruzdėlių rūšių, taigi, jei augalas turi metodą, kaip pritraukti tik vieną iš jų, jis akivaizdžiai praranda daug privalumų. Iš tūkstančių visame pasaulyje žinomų augalų, turinčių augalų, žinomų mokslo rūšių, rūšių nėra nė vieno, apie kurį būtų galima drąsiai teigti, kad jis orientuotas į bet kurią skruzdėlyno šakę.
Taip pat nėra įrodymų, kad kokios nors skruzdžių rūšys specializuojasi vienoje konkrečioje myrmecochor augalo rūšyje. Šis specializacijos trūkumas smarkiai kontrastuoja su plačiai paplitusiu atogrąžų vabzdžių ir augalų santykio rūšių specifiškumu, kuris dažnai turi didelę reikšmę apdulkinant. Šiuo atžvilgiu mirmekochorijos reiškinys turėtų būti laikomas augalų evoliucijos, o ne augalų ir vabzdžių evoliucijos padariniu. Skruzdėlių „požiūriu“, eliosoma turi būti tas pats maistas, kuris turėtų būti atneštas namo, tik specialioje pakuotėje.
Kodėl skruzdėlės platina sėklas?
Galų gale, ten, kur auga mikromekorijos, pasitaiko ir daugelio kitų vabzdžių grupių atstovų. Tačiau norint užtikrinti veiksmingą augalų pasklidimą, reikalingi vabzdžiai, kurie perneštų sėklas dideliu atstumu nepažeisdami jų. Šį reikalavimą įvykdo tik socialiniai vabzdžiai, kurie nešioja maistą savo lizde ir nevalgo jo vietoje. Paprastai dirbantys asmenys apžiūri ir apipjauna tam tikrą teritoriją aplink lizdą (skruzdėlyną) ir tada tempia ten viską, ką valgoma, kad galėtų maitinti lervas. Štai kodėl skruzdėlių socialinio elgesio raida juos pritaikė (tai yra, iš anksto juos pritaikė) efektyviam sėklų paskirstymui.
Skruzdėlės taip pat turi kitų savybių, tinkamų sėklos platintojams. Daugelyje buveinių skruzdėlės priklauso daugeliui vabzdžių; jie intensyviai ieško maisto dirvožemio paviršiuje per visą augalų vegetacijos periodą; Atradę naują maisto šaltinį, skruzdėlės mobilizuoja kitus dirbančius asmenis, kad surinktų kuo daugiau pašarų; jei yra vietos, kurioje gausu maisto, jie gali ten pat judėti su visu lizdu. Visas toks elgesys yra naudingas į mirą panašiems augalams, siekiantiems paskirstyti savo sėklas.
Kadangi mirmekochorijos yra aptinkamos įvairiose buveinėse visame pasaulyje, ekologai domėjosi, ar yra kokių nors bendrų evoliucinių pranašumų, kuriuos augalai gauna dėl šio reiškinio, modelių. Neseniai keli lauko ir laboratoriniai eksperimentai atskleidė, kaip sėklų patrauklumas skruzdėms padidina myrmecochor augalų rūšių išgyvenamumą ir vaisingumą.
Augalų nauda, skleidžiant skruzdėlynus
Išplėsti asortimento ribas yra pagrindinis augalo pranašumas dėl skruzdžių pasklidimo. Dažnai skruzdėlės neša sėklas tik per metrą ar du, tačiau judesiai užfiksuojami 70 m atstumu.Taigi skruzdėlių dėka augalai gauna galimybę apgyvendinti naujas teritorijas. Dėl populiacijos pasklidimo sumažėja jos išnykimo tikimybė dėl vietinių buveinių pokyčių. Bet kokios rūšies skruzdėlės gali suteikti šį pranašumą, nepaisant jo lizdo kūrimo įpročių.
Skruzdėlių dėka taip pat gali padidėti sėklų išgyvenimo tikimybė, nes jos yra atitrauktos nuo motininio augalo, o jos šešėlis netrukdys sodinukams vystytis. Vienas iš tyrimo autorių, būtent Handle, atliko šį eksperimentą. „Carex peduncula“ nuosėdų sėklos (a, paliktos po motininio augalo daigais, davė tik tris lapus, o iš po jo pašalintų sėklų daigai augo vidutiniškai 89 lapais tuo pačiu metu. Be to, perkeltų sėklų buvo daug vaisingiau: tik jie davė augalų, kurie žydėjo jau kitą vasarą.
Sėklų judėjimas skruzdėlėmis sumažina konkurenciją ne tik tarp sodinukų ir motininio augalo, bet ir tarp skirtingų rūšių augalų. Taigi „Handle“ eksperimentuose su trimis „Carex“ rūšimis (iš kurių viena buvo „Mirmekohor“), augusiomis vienoje buveinėje, kitų nuosėdų buvimas trukdė „Myrmecohor“ rūšims ir tik gerai išsiskyrė.
Kadangi vietinės skruzdėlės domėjosi tik sėklomis su elikomomis, jos natūraliai į savo lizdus paėmė Mirmekochor sedulų sėklas. Dėl šios priežasties mirmekorių rūšys galėjo monopolizuotis tose buveinėse tose vietose, kur buvo daug skruzdėlynų (pavyzdžiui, supuvusios medienos). Čia jam nereikėjo konkuruoti su kitomis „Carex“ rūšimis dėl erdvės, šviesos, maistinių medžiagų ir kitų pagrindinių išteklių. „Mirmekohoriya“ būtų veiksminga, kai dalyvautų daugelio kitų genčių atstovai, kurių sodinukai konkuruoja dėl „vietos po saule“.
Dar didesnius nuostolius nei dėl konkurencijos sėklos ir sodinukai sukelia valgydami juos gyvūnai, ypač paukščiai ir maži graužikai, kuriems sėklos yra dietos pagrindas. Be to, kaip žino bet kuris sodininkas, sraigės ir šliužai taip pat naikina sodinukus.
Daugelyje pasaulio regionų buvo ištirta galimybė, kad skruzdėlynuose esančios sėklos apsaugo jas nuo valgymo bent kai kuriems grūdus valgantiems gyvūnams. Vakarų Virdžinijos miškuose ir subalpinių pievose atliktų tyrimų duomenimis, vnt. Kolorado sėklos, išdėstytos ant mažų platformų, apsaugotos nuo skruzdžių įsiskverbimo, beveik neišvengiamai buvo valgomos dienos metu. Jei skruzdėlės nebuvo užblokuotos, sėklos su elikozomomis greitai pateko į jų požeminę saugyklą. Turnbell iš Macquarie universiteto Australijoje parodė, kad sezoninė ir kasdieninė sėklų išsiskyrimo Kolorado valstijoje augančioje Viola nuttallii dinamika atitinka maksimalaus skruzdžių aktyvumo laikotarpius.
Turbūt įdomiausia situacija yra sėklų valgymas viržynų bendrijose ir Australijos miškinguose rajonuose, kur dominuojantis augalijos elementas yra kietmedžio krūmai (sklerofilai), o „myrmecochor“ šakių yra gana daug, kaip ir granatūrių gyvūnų. Ironiška, kad pagrindinės grūdų valgymo rūšys čia yra skruzdėlės. Sprendžiant iš vieno naujausių L. Hugheso (taip pat iš Macquarie universiteto) darbo rezultatų, tokioje bendruomenėje kritusios sėklos likimas priklauso nuo to, kas ją pirmą kartą suranda - „naudingas“ skruzdėlynas, perkeliantis sėklas, arba „kenksmingas“, kuris jas valgo. Jei sėkla turi elikozomą, tada labiau tikėtina, kad „naudingasis“ skruzdėlys ją paims prieš „kenksmingą“.
Kita grėsmė yra gaisrai. Ypač didelis jų vaidmuo Australijos ir Pietų Afrikos ekosistemose, kuriose vyrauja krūmai. Tačiau šių bendruomenių augalai turi nemažai pritaikymų išgyventi gaisrams. Daugybė rūšių, įskaitant kai kuriuos mirmekorius, yra ne tik atsparios ugniai, bet ir veisimui reikia gaisrų.
Daugelio Australijos tyrėjų gauti duomenys įtikinamai rodo, kad judėjimas į skruzdėlių lizdus apsaugo sėklas nuo mirtino perkaitimo gaisrų metu krūmų bendrijose. Bet kai kurios skruzdėlių nešamos sėklos nesugeba sudygti be specialaus subletalinio kaitinimo. Skruzdėlynų kasinėjimai parodė, kad sėklos yra laidojamos skirtinguose gyliuose. Tokia „klėčių“ struktūra tikriausiai naudinga augalams, nes dėl to sėklos, kurios nepatyrė mirtino perkaitimo, bet buvo pakankamai įkaitintos, kad sudygtų, greičiausiai liks kai kuriuose sluoksniuose.
Skruzdėlių įtaka aplinkos sąlygoms sodinukams vystytis
Skirtingai nuo paukščių ir žinduolių, sklaidydamos sėklas, kurios į juos pateko beveik atsitiktinai visoje teritorijoje, skruzdėlės neša jas į griežtai apibrėžtas vietas savo kolonijoje; ši elgesio savybė taip pat pagerina sėklos išgyvenimą. Taigi vidutiniškai drėgnuose miškuose skruzdėlės dažnai lizdavo puviniuose ir kamienuose, kurie kyla virš žemės paviršiaus. Tokios vietos yra mažiau linkusios į potvynius pavasario potvynių metu, todėl yra labai patogios tiek skruzdėms, tiek sėkloms.
Kaip ir bet kurioje kitoje gyvūnų (ir žmonių) bendruomenėje, šiukšlės kaupiasi skruzdžių kolonijoje. Skruzdėlių „šiukšlynuose“ yra grobio liekanų, ekskrementų, mirusių asmenų kūnų ir daugybė kitos medžiagos (kurios kartais neįmanoma atspėti apie tikslą), kurią skruzdėlės pasiima ir nepaliaujamai tempia namo. Dygstant sėkloms ir daigams, ypač myrmecochore rūšims, nuvykti į tokį sąvartyną gali būti labai naudinga.
Organinėse atliekose dažnai gausu augalų augimui reikalingų maistinių medžiagų (todėl sodininkai sutvarko komposto krūvas, o ūkininkai mėšlą įveža į plantacijų dirvą). Skruzdėlių lizduose organinių medžiagų, azoto, kalio ir fosforo koncentracija dažnai būna didesnė nei aplinkiniame dirvožemyje. Taigi skruzdėlyno kolonijos nuosėdos gali suteikti sodinukams nedidelį, bet jau paruoštą, kompostą, kuris yra toks reikalingas augalui ankstyvajame vystymosi etape ir yra ypač jautrus aplinkos sąlygoms.
Sėjinukų išlikimą taip pat palengvina fizinės dirvožemio, kuriame yra skruzdžių lizdas, ir kaimyninių vietovių savybės. Dėl skruzdėlyno konstrukcijos dirvožemis dažnai tampa laisvesnis ir geriau aeratorinis, padidėja jo galimybė išlaikyti vandenį. Kai kurių tyrinėtojų teigimu, pagrindinis dalykas, suteikiantis augalui skruzdėlyną, yra tai, kad daigai gauna reikiamą vandens kiekį tuo metu, kai jo šaknys vis dar yra per mažos, kad galėtų savarankiškai tiekti vandenį augalui.
Eksperimentai, skirti įvertinti mirmekochorijos vaidmenį
Taigi akivaizdu, kad skruzdėlės gali smarkiai paveikti aplinkosaugines sąlygas sodinukams vystytis. Siekiant įvertinti miros-mechorijos vaidmenį evoliucijoje, buvo atlikti lauko eksperimentai, kurių metu buvo atsektas ir palygintas dviejų sėklų grupių likimas: kai kurias sėklas skruzdės išnešė į lizdą, o kitos rankiniu būdu buvo pasėtos toje pačioje buveinėje. Tarp pirmųjų tokio tipo eksperimentų buvo tiriamos dvi myrmecochor rūšių vijoklės Anglijos pietuose. Po 3 metų, kai daigai sudygo ir atsirado daigai, paaiškėjo, kad visi išlikę augalai priklausė išskirtinai tai grupei, kuri perėjo per skruzdėlyną.
Panašus eksperimentas buvo atliktas su dvejų metų augalu Corydalis aurea, kuris antrus metus augina sėklas. F. Hanzawa iš Grinnelio koledžo nustatė, kad skruzdėlynų, išaugusių ant skruzdėlynų ir už jų ribų, išgyvenimo procentas yra vienodas. Tačiau tarp pirmosios grupės sodinukų žiemą išgyvenusių ir reprodukcinį amžių išgyvenusių žmonių dalis buvo didesnė.Tai lėmė, kad kitoje kartoje pirmosios ir antrosios grupės augalų suformuoto bendro sėklų skaičiaus skirtumas pasirodė esąs labai didelis: sėklų derlius iš augalų, kurie praėjo per skruzdėlyną, pasirodė dvigubai didesnis nei kontrolinėje grupėje.
Kadangi pirmojoje kartoje sėklų skaičius skirtingose grupėse buvo visiškai vienodas, akivaizdu, kad skruzdėlių išnaudoto auksakario populiacija augs daug greičiau nei be skruzdėlių. Sparčiai auganti populiacija labiau linkusi laimėti konkurenciją su kitais augalais dėl maistinių medžiagų, gyvenamojo ploto ir kitų išteklių. Taigi, „Hanzawa“ duomenys rodo, kad sėklų pasiskirstymo aplinkos sąlygos, įskaitant skruzdėlių buvimą, daro įtaką augalų populiacijų evoliuciniam potencialui.
Todėl myrmecochoria neabejotinai suteikia nemažai pranašumų tam tikroms augalų rūšims. Tačiau dar nėra tiksliai nustatyta, ką būtent šios skruzdėlės laimi šios sąveikos procese. Sako, žinoma, kad besimaitinančios skruzdėlės aktyviai ieško elikozomų, greitai jas išrauna iš sėklų ir maitina lervomis. Tačiau kaip ši elgsena paveiks skruzdžių kolonijos augimo greitį, dar reikia išsiaiškinti.
Pažymėtina tai, kad ne visos skruzdėlės dalyvauja platinant sėklas. Kai sėklos nuplaunamos iš augalų, tik nedidelė dalis iš daugelio rūšių skruzdėlių, gyvenančių tam tikroje buveinėje, rodo susidomėjimą elikomomis. Tarp skruzdėlių turi būti tam tikra specializacija, tačiau vis dar nežinoma, kokia jos prigimtis - elgesio, morfologija, maistas ar dar kažkas.
Štai kodėl sėklų pasiskirstymas skruzdėlėmis gali būti laikomas svarbiu modeliu, tiriančiu platų augalų ir gyvūnų sąveikos diapazoną, kuris tam tikra prasme atrodo asimetriškas. Augalai akivaizdžiai sukūrė specialias adaptacijas, skirtas kovoti su skruzdėlėmis (labiausiai pastebimos tarp adaptacinių simbolių yra elikozomos), tačiau tai, ką sudaro skruzdėlių įgytos adaptacijos, toli gražu nėra akivaizdu.
Nors myrmecochoria pateisina save kaip sėklos pasiskirstymo mechanizmą, tuo pačiu ji nėra visiškai patikima. Eliosomos yra patrauklios įvairių grupių skruzdėlėms. Tačiau, kaip parodė eksperimentai su auksiniu Corydalis, daigai niekada neatsiranda kai kurių rūšių skruzdėlių lizduose. Matyt, šios skruzdėlės naudoja elikomas nemokamai, tikriausiai sunaikina prie jų pritvirtintas sėklas ar daigus.
Be tokių plėšikų skruzdėlių, bet kurioje buveinėje yra dešimtys kitų veiksnių, turinčių įtakos miros-mechorijos, kaip sėklos paskirstymo mechanizmo, sėkmei ar nesėkmei. Kartais skruzdėlių būstus užlieja lietus; grybelinė epizootija ar smurtinis plėšrūnų aktyvumas gali pakenkti jų populiacijai. Esant daugybei kitų maisto šaltinių, elikozomos gali būti ne tokios patrauklios skruzdėms. Jei kelios augalų rūšys turi konkuruoti dėl savo skruzdėlių aptarnavimo, pastarosios gali nepaisyti sėklų, turinčių mažiausius elikozomus.
Mirmekohoriya - sąlyginis abipusis požiūris
Kadangi skruzdėlių sėklų paskirstymo efektyvumas labai skiriasi, X. Cashman iš Macquarie universiteto ir J. Eddicott iš Prov. Alberta (Kanada) pasiūlė, kad „Mirmecohoria“ yra sąlyginis abipusis ryšys. Vienu ar kitu metu nurodytoje vietoje šis mechanizmas, atsižvelgiant į vyraujančias sąlygas, gali neveikti labai efektyviai.
Tačiau jei tenkinamos visos sąlygos, myrmecochoria nauda tiek augalams, tiek skruzdėlėms yra labai reikšminga. Ir šie privalumai yra tokie dideli, kad atrankos spaudimas išlaiko atributus, reikalingus palaikyti tinkamo tipo elgesį.
Vos tik augant žinomų miros-mechorinių augalų sąrašui, tikimasi, kad žinios apie šio augalų apgyvendinimo mechanizmo vaidmenį pasaulinėje biotoje plėsis. Tolesni myrmecochoria sukurtos naudos augalams ir skruzdėms tyrimai taip pat padės išsiaiškinti tarpusavio santykius ir jų evoliucines pasekmes.