Муравьи-фермеры улучшают питание растений

Человечество начало возделывать культуры около 12 000 лет назад. Муравьи занимаются этим гораздо дольше. Листорезные муравьи, самые известные насекомые-фермеры, принадлежат к линии, которая ведёт грибные хозяйства на основе измельчённого растительного материала уже более 50 миллионов лет. Однако сельское хозяйство муравьёв, связанное с цветковыми растениями, началось позже, около 3 миллионов лет назад на островах Фиджи.

Исследование под руководством доктора Гийома Шомицки из Оксфордского университета показало, что миллионы лет муравьиного земледелия изменили физиологию растений. Муравьи-фермеры откладывают богатые азотом фекалии непосредственно внутри растений, что привело к эволюции ультра-абсорбирующих структур. Это означает, что питательные вещества от муравьёв целенаправленно доставляются на гипер-абсорбирующие участки, а не являются просто побочным продуктом.

Доктор Шомицки заявил: "Скорость поглощения азота растениями — ключевое ограничение для скорости их роста. Большинство растений, включая наши культуры, поглощают азот из почвы и поэтому не подвергаются естественному воздействию очень высоких концентраций азота. Здесь же, на протяжении миллионов лет, муравьи откладывали богатые азотом фекалии прямо внутри растений".

Это уникальный вид сельского хозяйства, при котором муравьи выращивают не только пищу, но и свой дом: растения предоставляют готовые полости для гнездования. Эти отношения важны для обеих сторон: муравьи утратили способность строить гнёзда, а растения-эпифиты полагаются на муравьёв в получении питательных веществ и защите.

В ходе исследования было установлено, что у одомашненных видов растений муравьи целенаправленно испражняются на специальные гипер-абсорбирующие "бородавки" на внутренних стенках растения. У близкородственных неодомашненных видов такое поведение отсутствует. Подобные структуры независимо эволюционировали у растений, колонизированных муравьями-фермерами.

Профессор Реннер из Мюнхенского университета отметила: "Одомашнивание растений муравьями привело к более чем 2-кратному увеличению поглощения азота, полученного от муравьёв. Эта тесная рециркуляция питательных веществ — ключевое преимущество для эпифитов, живущих в безпочвенных кронах деревьев".

Это подтверждает, что миллионы лет муравьиного земледелия изменили физиологию растений, превратив питательные вещества из побочного продукта в целенаправленное удобрение гипер-абсорбирующих участков. Подобно современной "прецизионной агрокультуре", эти муравьи эволюционировали для целевой доставки питательных веществ к специфическим, наиболее впитывающим тканям растений.