Эволюционная диверсификация тлей: растения или муравьи?
Растениеядные тли рода Stomaphis находятся в мутуалистических отношениях с муравьями. Исследовательская группа из Университета Синсю изучила относительную важность растений-хозяев и муравьёв-партнёров в их эволюционном разнообразии и обнаружила необычную закономерность.
Ключевой вопрос исследования
Долгое время считалось, что разнообразие тлей является результатом перехода с одних растений-хозяев на другие, близкородственные виды. Однако тли Stomaphis также тесно связаны с муравьями, получая от них защиту в обмен на падь. Учёные задались вопросом: что сильнее повлияло на диверсификацию этих тлей — смена растений-хозяев или смена видов муравьёв-партнёров?
Методология
Группа под руководством Тэцуи Ямамото и Такао Итино изучила 160 колоний тлей Stomaphis на 34 участках в Японии. Исследователи:
- Искали колонии на известных растениях-хозяевах и следуя за тропами муравьёв рода Lasius.
- Провели молекулярно-филогенетический анализ, изучив митохондриальную и ядерную ДНК с использованием байесовского информационного критерия.
- Выявили 38 гаплотипов тлей.
Основные результаты
- Главный фактор диверсификации — эволюционное разнообразие тлей Stomaphis было вызвано в первую очередь сменой растений-хозяев, а не связанных видов муравьёв.
- Высокая специфичность к растению: Каждая линия и гаплотип тлей была строго специфична к определённому виду растения-хозяина без перекрытия.
- Низкая специфичность к муравью: Почти все линии тлей были связаны с двумя или более видами муравьёв.
- Неожиданное открытие: Тли Stomaphis переходили не между близкородственными видами растений, а между очень далёкими таксонами — даже к разным порядкам растений (например, с дубов на сосны). Такие переходы между далёкими растениями-хозяевами для насекомых очень необычны.
Гипотеза и дальнейшие цели
Учёные предполагают, что зависимость тлей Stomaphis от долгоживущих колоний муравьёв Lasius в умеренных лиственных лесах могла заставить тлей переходить на далёкие, но пространственно соседние виды деревьев, чтобы потенциально питаться на обоих. Их конечная цель — лучше понять роль муравьёв и растений в формировании эволюции растительноядных насекомых.