Время решает всё для взаимовыгодных отношений муравьёв и акаций

Новое исследование в Proceedings of the National Academy of Sciences раскрывает генетический механизм, управляющий развитием специализированных структур у акаций, которые привлекают и поддерживают защищающие их колонии муравьёв.

Ключевые выводы:

• Специализированные черты — полые вздутые шипы для жилья, внецветковые нектарники и богатые питательными веществами кончики листочков (тельца Белта) для питания — развиваются у акации в зависимости от возраста растения, а не сразу.
• Их появление контролируется предсуществующим генетическим путем, регулирующим возрастные переходы в развитии растений. Уровни микроРНК miR156 и miR157 снижаются по мере появления этих признаков.
• Условия освещения влияют на сроки: растения, выращенные в тени, демонстрировали более высокие уровни miR156/miR157 и более позднее развитие вздутых шипов по сравнению с растениями на полном свету.
• Эволюционно регуляция этих признаков, вероятно, возникла на основе уже существовавшего пути, контролирующего развитие нектарников у других видов акаций.

Контекст и методология:

Исследование, проведённое Скоттом Потигом и Аароном Лейхти из Пенсильванского университета, было вдохновлено полевыми наблюдениями эколога Дэна Янцена (1960-е годы), который описал облигатный мутуализм между муравьями-акациями и деревьями акации. Учёные вырастили в лаборатории три вида акации (Vachellia collinsii из Белиза и Коста-Рики, V. cornigera из Флориды), секвенировали геном Vachellia и отслеживали уровни микроРНК и связанных с ними факторов транскрипции.

Значение:

Исследование показывает, как экологически важные, но затратные для растения признаки могут быть связаны с фундаментальными программами развития. Оно также иллюстрирует ценность объединения полевых наблюдений («почему») и молекулярно-биологических методов («как») для понимания сложных биологических взаимосвязей.