Множественные партнеры — благо для муравьев и деревьев

В сложном мире партнерств между муравьями и растениями последовательная моногамия помогает деревьям максимизировать свою эволюционную приспособленность, как показывает новое исследование Университета Флориды.

Деревья, которые последовательно вступают в партнерство с наборами муравьев разных видов, производят больше потомства, чем деревья, поддерживающие пожизненную связь с одним видом муравьев — даже когда эти наборы включают виды, которые, казалось бы, вредят дереву, заявил профессор биологии Тодд Палмер.

Исследование имеет широкие последствия, поскольку многие экосистемы мира зависят от кооперативных партнерств между видами.

Многие предыдущие исследования кооперации в природе (мутуализма) сосредотачивались на «проблеме обманщиков»: как сотрудничество может сохраняться, если у обеих сторон есть стимул получать выгоды, не внося вклад в общее благо? Экологические исследования, как правило, краткосрочны, а виды помечаются как «кооператоры» или «нахлебники» в зависимости от соотношения затрат и выгод, рассчитанного всего за несколько лет.

Палмер и его команда выбрали другой подход, изучив распространенное африканское дерево и его отношения с четырьмя специализированными видами муравьев-партнеров на протяжении всей жизни дерева.

Удивительным открытием стало то, что дерево в Кении чувствовало себя лучше всего, когда на протяжении жизни его занимали все четыре вида муравьев, несмотря на то, что:

• Один вид муравьев вступал в союз с жуками, что увеличивало смертность деревьев.
• Другой — кастрировал дерево.
• Третий был настолько напуган тремя другими конкурирующими видами, что почти ничего не делал.

«С точки зрения затрат и выгод для дерева, измеренных количеством потомства, произведенного за всю жизнь, лучший возможный результат достигается не благодаря тому, кого мы считали "хорошим мутуалистом", а благодаря наличию всех четырех видов муравьев на разных этапах жизни — даже так называемых паразитов, обманщиков и нахлебников», — пояснил Палмер.

Ключ к новым выводам — время. Когда вид живет долго, его потребности могут кардинально меняться по мере роста, и последовательные ассоциации с несколькими партнерами могут помочь удовлетворить эти потребности в разное время.

Мутуалистическому виду может потребоваться партнер, который поможет ему выжить в уязвимые молодые годы, даже если этот партнер не дает ему размножаться. Позже, когда крупный размер делает особи менее уязвимыми, идеальным партнером может стать тот, кто способствует размножению, даже снижая шансы на долгосрочное выживание.

За восемь лет Палмер и коллеги отслеживали выживаемость, рост, размножение и заселенность муравьями 1750 деревьев Acacia drepanolobium и построили демографические модели, связывающие пожизненную приспособленность деревьев с заселением разными комбинациями четырех видов муравьев. Мнимые «нахлебники» оказались не такими, как казалось.

Муравей, который вступает в сговор с жуком-древоточцем, способным убивать деревья? Оказывается, прежде чем убить, он заставляет их производить необычайно большое количество семян. Муравей, кастрирующий дерево, на самом деле является агрессивным защитником, поэтому, хотя дерево не размножается много лет, у него больше шансов выжить и дать плоды позже, после того как «кастратора» вытеснит другой вид муравьев.

А муравей, казавшийся бездельником, на самом деле делает ровно столько, сколько нужно. «Он защищает деревья немного, но, в отличие от других видов, он очень верен и почти никогда не покидает дерево. А иметь любого муравья — намного лучше, чем не иметь никого, потому что без них дерево будет уничтожено всем — от гусениц до слонов».