Взаимодействие муравьёв и растений может играть неожиданную роль в эволюции муравьёв

Партнёрства между видами муравьёв и растений, по-видимому, возникают в результате — но не являются движущей силой — быстрой диверсификации муравьёв на новые виды. К такому выводу пришли Катрина Каур из Университета Торонто (Канада) и её коллеги, представившие свои результаты в PLOS Computational Biology.

Некоторые растения и муравьи состоят во взаимовыгодных, или «мутуалистических», отношениях: растения предоставляют муравьям пищу или убежище, а муравьи защищают растения от травоядных или разносят их семена. Предыдущие исследования показали, что растения с партнёрами-муравьями диверсифицируются быстрее — демонстрируя большую разницу между скоростями вымирания и появления новых видов — по сравнению с другими растениями.

Каур и коллеги задались вопросом, влияют ли растения на эволюцию муравьёв аналогичным образом. Однако необходимые данные были разбросаны по тысячам научных статей, каждая из которых обсуждала лишь один или несколько видов муравьёв. Поэтому они написали компьютерную программу для «чтения» и извлечения данных из более чем 89 000 аннотаций статей, успешно собрав большую базу данных по экологическим взаимодействиям муравьёв. Затем они нанесли эти данные на эволюционное древо муравьёв и смоделировали, как партнёрство с растениями повлияло на их диверсификацию.

Анализ дал неожиданные результаты. Исследователи предполагали, что сначала муравьи эволюционируют в сторону мутуализма с растениями, а затем диверсифицируются, но их модель указывает на обратное: муравьи, которые уже быстро диверсифицируются, с большей вероятностью вступают в партнёрство с растениями. Как только это происходит, скорость их диверсификации замедляется.

«К нашему удивлению, тесные и часто взаимовыгодные отношения муравьёв с растениями, по-видимому, не помогли сформировать более 14 000 видов муравьёв, существующих сегодня на Земле», — говорит Каур. — «Мутуализм может поставить под угрозу возникновение новых видов или увеличить угрозу вымирания, поскольку судьба муравья становится связанной с судьбой его растительного партнёра».

Исследователи планируют использовать свою программу для «текстового анализа», чтобы собрать ещё более крупную базу данных из тысяч дополнительных статей и понять, почему партнёрства муравьёв и растений по-разному влияют на эволюцию муравьёв и растений. Подобный подход также может дать новое понимание о других видах в мутуалистических отношениях, таких как птицы, разносящие семена, или микробы кишечника человека.