CASTLE.PRI.EE

Учёные сравнили гены муравьёв-листорезов с генами других муравьёв – и на время – зависли.

Муравьи живут семьями в гнёздах, называемых муравейниками, которые устраивают в почве, древесине, под камнями, сооружают муравейники из мелких растительных частиц. Существуют паразитические виды, которые обитают в гнёздах других муравьёв, муравьи – «рабовладельцы», содержащие в своих гнёздах муравьёв других видов. Ряд видов приспособился к обитанию в жилищах человека. Одни виды ценятся за регулирование численности насекомых-вредителей, другие могут считаться вредителями.

Муравьи питаются преимущественно соком растений, падью тлей и других сосущих насекомых, в период кормления личинок – преимущественно насекомыми. Есть также виды, питающиеся семенами (муравьи-жнецы) и культивируемыми грибами (муравьи-листорезы).

Муравьи распространены по всему миру, за исключением Антарктиды и отдельных удалённых островов, образуя 10—25 % земной биомассы наземных животных.

Способность муравьёв обитать во многих средах, обусловлена их социальной организацией, способностью изменять место обитания и использовать разнообразные ресурсы. В мире известно более 14 000 современных видов и 345 родов. Масса всех муравьёв крупной колонии может достигать 500 кг. Поэтому круглосуточно двигающиеся колонны образуют протоптанные дорожки.

Обитающие в Центральной и Южной Америке, муравьи-листорезы демонстрируют высочайший уровень симбиоза – взаимовыгодного сожительства, которого они достигли со своими домашними грибами. Эти насекомые содержат целые плантации питательных грибов, выращиваемых на массе из пережёванных самими муравьями листьях.
Удивительные агроспособности привлекли пристальное внимание исследователей. Они предположили, что сложность социальной структуры, которая позволяет муравьям вести такой образ жизни, вероятно, должна подкрепляться какими-нибудь генетическими особенностями рода.

В статье, опубликованной на сайте журнала Genome Research, международная группа учёных отчитывается о секвенировании генома панамского муравья Acromyrmex echinatior. Чтобы понять, чем листорезы отличаются от других муравьёв, авторы сравнили прочитанный геном с геномами муравьёв из других групп.

Работа принесла больше загадок, чем разгадок. Отдельные результаты были очевидны ещё до исследования. Например, у листорезов есть значительные генетические отличия в метаболизме, что является следствием их оригинальной диеты. Кроме того, у этих муравьёв гены контролируют процессы, связанные с размножением и формированием структуры колонии, поскольку от этого зависит успешное выращивание питательных грибов.

Исследователи пришли к выводу, что переход от «охоты-собирательства» к «сельскому хозяйству» у предков листорезов произошёл около 50 млн лет назад. Сюрприз поджидал учёных, когда они взялись за гены, кодирующие нейропептиды – маленькие молекулы, которые управляют многими поведенческими процессами. При сравнении этих генов, принадлежащих листорезам, с генами других муравьёв оказалось, что они одинаковые.

Учёные решили, что пока известно мало о всех молекулярных взаимосвязях, лежащих в основе особого поведения листорезов. Ведь если бы всё зависело только от поведенческих нейропептидов, то тогда все муравьи давно занимались бы выращиванием чего-нибудь вкусного в своих муравейниках.
Источник: physorg_com.

Считается, что тропические муравьи-листорезы являются вершиной эволюции муравьиного социума. Обитают они в тропических и экваториальных лесах Южной и Центральной Америки. Листорезы пошли по пути специализации, у них можно встретить до семи внешне различающихся между собой каст, выполняющих около тридцати разных функций, от крохотной садовницы до превышающих её по массе в несколько десятков раз двухсантиметровых чудовищ со страшными зазубренными челюстями.

Самая крупная каста занимается добычей и транспортировкой листьев. Мало того, что кусочки листьев тяжело таскать из-за ветра, так на них ещё катаются мелкие рабочие. Дело в том, что муравью с занятыми челюстями сложно защититься от атак мелких паразитов, например, мух-горбаток. Их еще называют обезглавливающими мухами. Они молниеносно подлетают, откладывают на муравья яйцо и так же быстро улетают.

Из яйца выводится личинка, проникает в муравья и начинает пожирать его изнутри. Перед смертью муравья личинка, как правило, забирается в его головную капсулу. и та, с выгрызенными тканями, отваливается и служит мухе убежищем во время окукливания. Вот и приходится носильщикам помимо основного груза таскать ещё ПВО.

Диаметр гнезда может достигать 10 метров, в глубину такой бункер уходит на 5-8 метров, до уровня грунтовых вод. Совокупное население может достигать 8-ми миллионов особей.

Вокруг гнезда под землёй проложен обводной тоннель сантиметров десять в диаметре, с выходами во все стороны – защита от дождя. Многочисленные бугорки – мощная вентиляционная система, ведь под землёй скрывается настоящий сад.

Носильщики сдают продукцию рабочим поменьше. Их обязанность – удалить обладающий антисептическими свойствами восковой налёт листа и пережевать зелёную массу, чтобы облегчить грибам прорастание. Одновременно рабочие извлекают из листьев жиры, служащие источником энергии для них самих и их товарищей.

Затем субстрат удобряется экскрементами муравейника и тем, что притащили фуражиры. Наземные экосистемы тропиков бедны азотом, у листорезов такая проблема – отсутствует, благодаря симбиозу с бактериями-азотофиксаторами. Из полученной массы рабочие лепят грядки. Они могут быть в форме губки, нитей. Один из видов грибка даёт удобные для питания и переноски комочки.

В грибных садах обычно работают самые мелкие рабочие. Они собирают урожай, прищипывают мицелий, чтобы предотвратить образование плодового тела. У мелких рабочих муравьёв слюна содержит антибиотики, мешающие развиваться сорным грибам и бактериям. Для этого они облизывают грибы.

Эти антибиотики производятся симбионтами муравьёв – бактериями-актиномицетами, один из них сегодня известен как нистатин. У муравьёв есть железы, чья секреция поддерживает существование этих симбионтов.

Урожай пережёвывается рабочими. Содержащий углеводы сок идёт в пищу взрослым, содержащий белки и аминокислоты остаток является основной едой личинок.

Когда ресурс сада выработан, рабочие собирают остатки и выкидывают их в заранее подготовленные вертикальные камеры для отходов. Камеры огромные, как мусорный контейнер, они выкопаны в земле и изолированы, чтобы избежать попадания в систему жизнеобеспечения.

Такая сложная система имеет многочисленных сожителей. Например, таракан муравьелюб техасский чистит муравьёв – облизывает их, очищая от разных обрастаний и выделений, принося тем самым насекомым, живущим во влажном тропическом климате и постоянно вынужденным противостоять различным паразитическим грибкам и бактериям, ощутимую пользу.

Без них муравей будет выглядеть ужасно. Поэтому в правильном муравейнике молодую матку перед вылетом комплектуют бытовой техникой (муравьелюбом). Она получает личного таракана. Это насекомое встречается только внутри муравейника.

Для обслуживания мусорной камеры, муравьи приносят домой навозника.
Маленькие хищные муравьи Pyramica arizonica, живущие в гнёздах листорезов Trachymyrmex arizonensis, охраняют грибные сады своих хозяев от вредителей, охотясь там на ногохвосток.

Листорезы Sericomyrmex уже прогрессировали до наёмной армии. Дело в том, что колонии этого вида часто подвергаются нападениям муравья Gnamptogenys. Коварные захватчики уносят личинок, вытаптывают грибные сады, рабочих скидывают в мусорную камеру, словом – захватчики. Поэтому хитрые муравьи прикармливают Megalomyrmex symmetochus.

Они такие же грабители, но им нужны только грибы и с ними вполне можно договориться. При появлении захватчиков листорезы скрываются в глубине поселения, а нападение отбивают мегаломирмексы, благо каждый из них умеет выделять мощную смесь алкалоидов. Опылённые ядом агрессоры остаются без системы распознавания и начинают нападать друг на друга, спутав себя с врагом.

Использованы материалы статьи ресурса pikabu_ru_story_gribyi_rastit.

P.S. Мне это описание напоминает хорошо организованный колхоз. Это люди научили муравьёв или наоборот, люди скопировали организацию муравьёв?

Комментарии запрещены.