Växter och djuren som äter dem har utvecklats tillsammans på fascinerande sätt och skapat ett dynamiskt samspel av överlevnadsstrategier. Många växter har utvecklat fysiska och kemiska försvar för att avvärja växtätare. En välkänd strategi i blommande växter är att producera nektar för att locka till sig "myrlivvakter". Ny forskning utforskar utvecklingen av samma försvarsstrategi hos ormbunkar.
Jacob Suissa, biträdande professor vid University of Tennessee Knoxville, ledde studien i samarbete med Boyce Thompson Institutes ormbunksexpert, Fay-Wei Li, och Cornell Universitys myrexpert, Corrie Moreau.
Studien, nyligen publicerad i Nature Communications , avslöjade att ormbunkar och blommande växter självständigt utvecklade nektarier, specialiserade strukturer som utsöndrar söta belöningar för att locka myrlivvakter, ungefär samtidigt under kritaperioden. Detta fynd är betydelsefullt eftersom det antyder att liknande evolutionär dynamik formade utvecklingen av myrväxt-mutualismer över dessa två divergerande linjer, åtskilda av mer än 400 miljoner år.
"Vår forskning lyfter fram ett fascinerande exempel på konvergent evolution, där ormbunkar och blommande växter självständigt utvecklade liknande strategier för att försvara sig mot predation genom att rekrytera myrförsvarare med nektarier," sa Suissa.
Genom att integrera fylogenetiska data och jämförande analyser upptäckte forskargruppen att nektarier har sitt ursprung samtidigt i ormbunkar och angiospermer, men ormbunkar upplevde en betydande eftersläpning i diversifieringen jämfört med sina blommande växtmotsvarigheter. Studien avslöjade också att ormbunkar sannolikt rekryterade myrförsvarare i andra hand och utnyttjade redan existerande angiosperm-relationer när de övergick från skogsbotten till krontaket.
"Ormbunksnektarernas evolutionära historia visar inte bara de komplexa relationerna mellan växter och insekter - relationer som tidigare har underskattats - utan understryker också ormbunkars förmåga att anpassa sig till ekologiska utmaningar", förklarade Suissa.
Forskningen ger nya insikter i den evolutionära dynamiken som formar interaktioner mellan växt och djur. Genom att förstå hur ormbunkar och blommande växter självständigt utvecklade liknande försvarsmekanismer, kan forskare bättre uppskatta de underliggande principerna som styr biologisk mångfald och ekosystemfunktion. Denna studie öppnar nya vägar för att utforska den evolutionära historien för andra växtegenskaper och deras ekologiska inverkan, vilket förstärker vikten av ömsesidiga relationer i den naturliga världen.
Mer information: Jacob S. Suissa et al, Convergent evolution of fern nectaries underlättade oberoende rekrytering av myrlivvakter från blommande växter, Nature Communications (2024). DOI:10.1038/s41467-024-48646-x
Journalinformation: Nature Communications
Tillhandahålls av Boyce Thompson Institute
