Myrplantan Cordia nodosa har ihålig, svullna stjälkar det huset Allomerus octoarticulatus myr "livvakter" som skyddar växten mot växtätare. Kredit:G. A. Miller
Även om du kanske inte tänker på myror som formidabla livvakter, vissa gör ett imponerande jobb med att skydda växter från fiender. Nu, forskare vid University of Toronto (U of T) har bestämt vad som gör några bättre livvakter än andra.
Undersöker förhållandet mellan Amazonas regnskogsväxt Cordia nodosa i Peru och Amazonas myran Allomerus octoarticulatus , de hittade i vilken utsträckning myrorna uttrycker två gener påverkar avsevärt mängden skydd de ger sina värdar.
Myra-växt-relationen är ett exempel på ett fenomen i naturen som kallas mutualism, där två till synes olika arter interagerar på ett sätt som är ömsesidigt fördelaktigt för båda. Två vanliga exempel på mutualismer är pollinering och fröspridning, båda innebär att växter lockar djur som utför en viktig tjänst genom att erbjuda dem en matbelöning. Egenskaperna för ömsesidighet, dock, variera mellan djur och arter.
"Omkring 400 arter av tropiska växter har utvecklat specialiserade strukturer som kallas domatia för att hysa myrkolonier som försvarar dem, främst mot växtätande insekter, " sa Megan Frederickson, docent vid Institutionen för ekologi och evolutionär biologi vid U of T och seniorförfattare till en ny studie publicerad i Proceedings of the Royal Society B . "För att det finns många, många trädmyror i regnskogar, tropiska träd är ofta helt täckta av myror."
Forskare vid University of Toronto matade en enzymaktivator till naturligt förekommande myror i fält för att avgöra hur det påverkar myrbeteende. Svullnaden på detta Cordia nodosa grenhus små, orange Allomerus octoarticulatus myror inuti. Kredit:G. A. Miller
Frederickson föreslår att dessa domatia som ger myror ett hem förmodligen har utvecklats eftersom de lockar myror som håller växtätare från växter.
"Växten vi studerade är attackerad av gräshoppor, skalbaggar, och larver, och även om dessa insekter är små, de kan göra mycket skada på träd, " sa hon. "Och eftersom myror äter mycket insekter och andra leddjur, de minskar tätheten av sådana växtätare på träden. "
Forskarna nollställde två gener av Allomerus octoarticulatus som reglerar födosöksbeteende, att veta att hur ett djur söker föda ofta avgör hur mycket nytta dess växtpartner får. Arbetar på fältet i den peruanska Amazonas, de matade vissa kolonier med en kemikalie som ökar aktiviteten hos genernas produkter, och observerade hur det förändrade myrbeteende. De samlade sedan in myrorna och förde dem tillbaka till Toronto för molekylär analys.
Docent Megan Frederickson från University of Toronto observerar myror i den peruanska Amazonas. Kredit:G. A. Miller
"Vi fann att när vi aktiverade produkterna från dessa två myrgener, fler arbetare rekryterades för att attackera växtätare, vilket resulterar i mindre skador på träden, "Sade Frederickson. "Genuttryck hos myrarbetare var också korrelerat med om en myrkoloni upptäckte en gräshoppa och hur mycket skada som tillfogades löv."
Resultaten tyder på en molekylär grund för myrskydd av växter i denna mutualism. Tidigare, lite var känt om generna eller molekylära mekanismer som gör vissa myror till bättre livvakter än andra. Frederickson och hennes kollegor föreslår att den här forskningen en dag kan hjälpa oss att förstå vad som gör vissa djur till bättre pollinatörer eller fröspridare också, även om de varnar för att genetiskt modifierade djur för dessa ekosystemtjänster kan få oavsiktliga konsekvenser.
Fynden rapporteras i tidningen "An ant-plant mutualism through the lens of cGMP-dependent kinas geners" i numret av den 13 september av Proceedings of the Royal Society B . Forskningen stöds av finansiering från Natural Sciences and Engineering Research Council of Canada (NSERC) och Canadian Institute for Advanced Research (CIFAR).
