Друзья навек. Эволюционная связь между муравьями и растениями длится уже 60 миллионов лет
Ученые выяснили, как, казалось бы, настолько разные существа создали прочный и выгодный союз, который способствовал их эволюции и распространению по всем уголкам планеты.
Около 60 миллионов лет назад муравьи в основном обитали в лесах, строя свои подземные гнезда. Сегодня они разделились на более чем 14 000 видов и обосновались в саваннах, лугах и пустынях. Эти насекомые обитают на всех континентах, кроме Антарктиды. Муравьи повсеместно распространены в различных регионах и экосистемах по всему миру. Однако как они стали самым разнообразным и густонаселенным видом насекомых на планете? Ответ, по мнению ученых, кроется в той роли, которую сыграли растения, пишет New Atlas.
В Фокус. Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и интересные новости из мира науки!
Исследования показали, что диверсификация муравьев совпала с появлением ангиоспермов – цветковых растений, дающих плоды и семена. Однако остается неясным, как эволюция муравьев и цветковых растений переплелась между собой и привела к появлению ошеломляющего количества муравьев, которое мы наблюдаем сегодня и оно оценивается более чем в четыре квадриллиона – число, представляющее собой четверку с пятнадцатью нулями.
Группа исследователей из Полевого музея в Чикаго, а также Корнеллского и Стэнфордского университетов углубилась в прошлое, используя окаменелости, ДНК и климатические данные, чтобы проследить эволюционные связи между муравьями и растениями.
Ведущий автор исследования Мэтью Нельсен пояснил, что сегодня муравьев можно встретить в различных местах обитания по всему миру, занимая в них различные пространства – от подземных помещений до верхушек деревьев. Исследователи попытались понять, как эти насекомые эволюционировали от одного предка, чтобы стать настолько разнообразными в плане среды обитания.
Для этого группа исследователей изучила климат, в котором обитают 1 435 современных видов муравьев. Затем они создали масштабированные по времени реконструкции генеалогии муравьев на основе генетической информации и окаменелостей муравьев, сохранившихся в янтаре. Исследователи также изучили данные о растениях и сравнили информацию, полученную от тех и других.
Результаты исследования показали, что в период палеогена (66-23 млн лет назад) и раннего неогена (23 млн лет назад и до настоящего времени) большинство ранних муравьев обитали в лесных биотопах. Именно в этот период они начали диверсифицироваться под влиянием эволюции лесных растений.
По словам Нельсена, примерно в это время некоторые лесные растения стали пропускать больше водяного пара через маленькие поры в листьях, что повысило уровень влажности, сделав окружающую среду более похожей на тропический лес.
Чтобы избежать избытка влаги, некоторые муравьи перенесли свои гнезда с земли на деревья. Когда ангиоспермы распространились из леса в засушливые районы, некоторые муравьи, вероятно, последовали за ними, привлеченные новыми источниками пищи. Исследователи полагают, что эти муравьи, вероятно, следовали зову своих желудков.
Нельсен объяснил, что предыдущие исследования показали, что растения в засушливых местах обитания развивали способы добычи пищи для муравьев, например, мясистые придатки на семенах, называемые элайосомами. В результате возникли взаимовыгодные отношения между растениями и муравьями. Муравьи получали пищу из семян растений, а взамен муравьи способствовали дальнейшему распространению растений.
Результаты исследования помогают прояснить, как эволюция цветковых растений способствовала и совпала с эволюцией муравьев миллионы лет назад.
Нельсен подчеркнул, что исследование подчеркивает важнейшую роль растений в формировании экосистем. Изменения в растительных сообществах, вызванные историческими и современными изменениями климата, могут иметь далеко идущие последствия для организмов, зависящих от этих растений.
Ранее Фокус писал о семейных разборках в муравьиной группе. Ученые изучали механизмы, которые сдерживают конкуренцию среди муравьев-родственников.