Рабочий муравей тащит семечко Squamellaria к месту посадки
Общественные насекомые в некоторых отношениях намного опередили человека. Например, термиты освоили сельское хозяйство — разведение грибков на плантациях — 25 миллионов лет назад, задолго до того, как это открытие сделал человек разумный.
Другие общественные насекомые — муравьи — не отстают от термитов по находчивости. Специалисты-мирмекологи обнаружили на островах Фиджи неизвестный ранее вид муравьёв Philidris nagasau, который занимается совершенно удивительными вещами.
Муравьи Philidris nagasau освоили сельское хозяйство на более продвинутом уровне, чем термиты. По оценкам учёных, эти муравьи совершенствуют свои навыки фермерства миллионы лет. Насекомые не просто выращивают плоды Squamellaria для питания, но живут в них. Судя по всему, это самая сложная форма сельского хозяйства среди всех животных, изученных к настоящему времени.
Squamellaria — представитель семейства мареновых. Представители этого семейства обычно богаты кофеином и другими алкалоидами. К этому же семейству принадлежит кофейное дерево. Хотя кофеин — это ядовитое вещество и мощный инсектицид, это не мешает муравьям поедать плоды Squamellaria и жить в них. Вероятно, в процессе эволюции они как-то приспособились к этому инсектициду или в Squamellaria просто мало кофеина.
Учёные считают, что симбиоз муравьёв Philidris nagasau и Squamellaria является облигатным. Это такая форма симбиоза, при которой в естественных условиях популяции не могут существовать друг без друга. Доказательством является тот факт, что 100% исследованных экземпляров Squamellaria шести видов (S. grayi, S. huxleyana, S. imberbis, S. major, S. Thekii, S. wilsonii) заселены муравьями Philidris nagasau. Они или обрабатываются рабочими особями, или являются местом расположения колонии. Всего исследовано 866 растений. С другой стороны, муравьи Philidris nagasau не встречаются больше нигде, кроме как на этих деревьях. Эти два факта указывают на облигатный характер симбиоза: то есть муравьи обязаны выращивать плоды данного вида и жить в них, иначе они жить не могут.
Примеры плодов Squamellaria, заселённых колонией муравьёв
Производственный цикл сельского хозяйства организован следующим образом. Муравьи находят семена Squamellaria и аккуратно высаживают их в трещинах коры дерева. По наблюдению учёных, муравьи ухаживают за ростками и долго ждут, когда растения вырастут. Затем муравьи удобряют их и ждут созревания плодов. Несмотря на длительные наблюдения, учёным так и не удалось заметить, каким образом муравьи удобряют растения. Они предполагают, что рабочие особи испражняются в доматий — маленькую полость у стебелька растения.
Удивительно, что в первые недели муравьи не получают никакой прямой выгоды от этих растений, так что уход за рассадой — это долговременная стратегия. Точно так же люди ухаживают за ростками овощей, точно зная, что в будущем получат урожай.
Муравьи каким-то образом обладают этим знанием долговременной стратегии. По мнению учёных, это врождённое качество. Дело в том, что мирмекологам и раньше были известны случаи, когда муравьи выращивают фрукты или обучаются строить колонию, используя подручные средства. Но в этих случаях такое поведение было приобретённым. Муравьи передавали знания несколько поколений, но рано или поздно это знание пропадало, так что колония не могла продолжать научно-исследовательскую деятельность, используя прошлые наработки. Приходилось всё начинать сначала, используя метод проб и ошибок.
В случае с муравьями Philidris nagasau ситуация другая. Этот вид занимается подобной деятельностью миллионы лет. Значит, подобная стратегия является у них врождённым навыком.
Жилые камеры, построенные муравьями внутри плода Squamellaria
После созревания плода муравьи собирают семена и высаживают их в других местах на дереве. Учёные определили, что из шести видов Squamellaria муравьи стараются выбирать семена определённого вида. Очевидно, более подходящего для жизни. В процессе созревания муравьи продолжают удобрять растение. В конце концов, они получают богатый сахаром плод в качестве пищи и место для жизни.
Это удивительный пример облигатного симбиоза между определённым растением и определённым видом муравьёв. Учёные реконструировали эволюционную историю Philidris nagasau и выяснили, что эти два вида сосуществуют вместе, вероятно, три миллиона лет. К этому моменту и муравьи, и растение Squamellaria одновременно эволюционировали таким образом, что симбиоз стал возможным. У растения появилась специальная корневая система, позволяющая прорастать в трещинах коры деревьев. А муравьи освоили выращивание растений и строительство жилищ внутри плодов. Специалисты предполагают, что некоторые изменения в растении произошли в результате направленных мутаций и долговременной культивации, которую проводили муравьи.
Другими словами, за несколько миллионов лет упорной культивации муравьи случайно или специально вывели такую форму Squamellaria, которая наиболее удобна для жизни и самая вкусная. Таким же методом культивации до появления генной инженерии люди выводили наиболее предпочтительные сорта растений.
В дальнейшем учёные собираются детально изучить химическую сигнальную систему, которую используют муравьи для согласования своих действий во время сельскохозяйственной деятельности.
Упомянутые термиты и муравьи — не единственные существа, которые освоили сельское хозяйство. Например, муравьи-листорезы в Северной и Южной Америках примерно 10 млн лет назад начали выращивать в муравейниках грибы Leucocoprinus из семейства Agaricaceae, удобряя их милосферами из срезанной рабочими муравьями листовой пережёванной массы (муравьи рода Atta культивируют грибы рода Leucoagaricus (белошампиньоны), муравьи рода Acromyrmex — грибы Leucocoprinus (белонавозники)).
Научная статья опубликована 21 ноября 2016 года в журнале Nature Plants (doi: 10.1038/nplants.2016.181, pdf).
Комментарии (41)
PatientZero
28.11.2016 19:52+6Тихо-тихо ползи,
Муравей, по склону Фудзи
Пора урожай собирать!
mwambanatanga
30.11.2016 12:03[...] по склону Фудзи?
Я тихо ползу
Вперёд, на гору Фудзу?.
Раб кофеина…
Aleksandr_Zh
28.11.2016 20:39+4давным давно, миллионы лет назад, бактерии вида HzKak Nazvali вырастили гуманоида, в котором было удобно жить…
:)извините за флуд, вырвалось :)
saboteur_kiev
28.11.2016 21:23+4Ну в принципе да, если копнуть, то человек является организмом-ульем, высшая нервная деятельность которого устроена так, что он считает себя одним существом…
Terranz
29.11.2016 13:20на самом деле это желудок отрастил руки, ноги и мозг чтобы удобнее себя наполнять
perfect_genius
29.11.2016 22:32Не желудок, а толпа голодных клеток.
Terranz
01.12.2016 17:45ну вот — они сначала научились есть, а потом отрастили всякие органы чтобы есть было удобнее
daggert
28.11.2016 21:29+2А можно попросить PDF'ку на другую шару скинуть? Я на бесплатном скачивании уже 11 разных setup.exe скачал и отменил установку пары расширений хромого.
AndrewTishkin
28.11.2016 21:43+1Ух ты, dfiles, не ожидал. Хотя наверное эта «файлопомойка» задействована чтобы не иметь проблем с облачными сервисами?
Рискнул разместить в ЯД
barker
28.11.2016 23:55+4Забавно читать фразы типа
муравьи каким-то образом обладают этим знанием
муравьи случайно или специально вывели такую форму
и т.д. Нет у муравьёв никаких подобных «знаний» и специально они вывести не могут ничего. Все эти процессы, очевидно, возникли и отладились эволюционно.qwertyhp
29.11.2016 03:48-6У Вас HOMO-державный шовинизм. С определенной точки зрения человеческие цивилизации тоже "… возникли и отладились эволюционно". Потому что то, что люди делают со своей планетой, отнюдь не предполагает у них интеллекта. В отличие от муравьев, люди крупнее, обильнее заселены микроорганизмами — которых травят алкоголем, никотином, медикаментами и телевидением, а те, в свою очередь — интоксицируют носителей через желудок, лимфатическую и кровеносную системы, напрямую в ЦНС…
У вас есть мобильный компьютер, превосходящий по вычислительной мощности Центр Управления Полетами образца 1961-го года? А что вы на нем делаете?
Оттачиваете простейшие рефлексы.
Это звучит почти оскорбительно — но это не означает, что это не так.
Поймите — я и сам такой: размышляю в порядке самокритики.
А потом, что значит — "… возникли и отладились эволюционно."? Так это у нас и сельское хозяйство "… возникли и отладились эволюционно", и туристическая индустрия, и много чего еще. А почему нет? Вы мечтаете о контактах с иными разумами — а они смотрят на нас — и для них очевидно, что мы "… возникли и отладились эволюционно."
У вас другое мнение?
У муравьев — тоже.
Исторически повелось: кто сильнее — тот и прав. Мы не знаем, развита ли телепатия у насекомых. У людей ее нет просто потому, что возможность заглянуть друг в друга повлекла бы развал семьи, морали, веры, общества и проч. Но мы крупнее — и потому считаем, что насекомые общаются через запахи или движения.
Мы знаем четырехмерный мир — но каков мир насекомых, нам неизвестно. Мы даем ИНТЕРПРЕТАЦИЮ жизни насекомых в понятиях и видении, свойственных человечеству, а не тех, о ком говорим.
Все мы гении. Но если вы будете судить рыбу по её способности лазать по деревьям, она проживёт всю жизнь, считая себя дурой.
Альберт Эйнштейнbarker
29.11.2016 09:25+1А потом, что значит — "… возникли и отладились эволюционно."?
Это значит, что муравьи понятия не имеют зачем они всё это делают. Следовательно, термины «планирование», «знание» и т.д. тут в принципе неприменимы. Также как обычные муравьи не понимают зачем они делают всё — строят муравейник, таскают личинок, кормят матку, пополняют запасы на зиму итд. Всё это тоже можно назвать «долговременной стратегией», просто не так похоже на осознанные действия типа выращивания рассады. Хотя по сути разница небольшая.
з.ы. Остальное вроде не вопрос, а бред какой-то.
batja84
29.11.2016 01:33+2Можно ли считать муравьёв также первыми животноводами на Земле? https://goo.gl/YcQ3kz
vics001
29.11.2016 03:31Блин, это даже интереснее оригинальной статьи. Муравьи пасут тлю:
В некоторых случаях тля выделяет падь в ответ на прикосновения муравья своими антеннами. Муравьи, в свою очередь, оберегают скопления тли от хищников и перемещают их на лучшие растения для кормления. При переходе на новое место многие семьи берут с собой тлю, чтобы обеспечить себе бесперебойный источник сахаров
batja84
29.11.2016 03:51+3Я об этом в начале 90-х в мультике про пчёлку Майю узнал. Они там с другом помогали муравьям тлю носить или что-то подобное.
Rumlin
29.11.2016 08:13-1Сцены с тлей и муравьями есть в мультфильме «Гагарин»
youtubeivan386
29.11.2016 17:46+1Два раза посмотрел и не увидел.
Rumlin
30.11.2016 22:42+2Извиняюсь, перепутал с «Путешествие муравья» :(
PlatinumThinker
29.11.2016 05:56+2Разница в том, что в случае с тлёй муравьи получают выгоду сразу, т.е. это для них более очевидная выгода. В статье же рассматривается случай когда они получают выгоду намного позже
solariserj
29.11.2016 08:53+1Но они должны знать что ее нужно пасти. Это не передается опытом как у человека.
arheops
30.11.2016 09:13Не совсем так, просто если тлю НЕ пасти, она не дает сахара. Пока ее на новый вкусный листик не перетащишь. Вобщемто, идея проще, чем необходимость нести жука в муравейник.
brzsmg
29.11.2016 12:21Еще интереснее муравьи Амазонки, у которых нет своих работников, и они набегами воруют их у других колоний.
У муравьев есть много всего, необычного:
- Рабовладение (Амазонки, Кровавые рабовладельцы)
- Сельское хозяйство (Грибы, Мареновые)
- Животноводство (Тля, Цикады, Гусеницы!)
- Касты (Самки, Самцы, Рабочие)
Советую почитать про: рабовладение и гусениц.
Iremel
29.11.2016 18:32Было на РИА Новости, удалили почему-то:
=============
МОСКВА, 26 ноя – РИА Новости. Религии могли зародиться в нашей цивилизации благодаря существованию особой популяции бактерий в нашей микрофлоре, которые «перепрограммируют» наш мозг на веру в сверхъестественные сущности, заявляют биологи из МГУ в статье, опубликованной в журнале Biology Direct.
В последние годы биологи открыли множество примеров того, что паразиты не только используют организм-хозяин для роста, но и напрямую управляют его поведением. К примеру, бактерия вольбахия заставляет насекомых активно размножаться и тем самым распространять себя, а личинки мушек-горбаток заставляют пчел сбегать из улья и вести себя как «зомби».
Грибы из рода Ophiocordyceps научились напрямую управлять поведением муравьев, заставляя их умирать в строго определенной точке над муравейником для того, чтобы заразить как можно больше новых жертв.
Самый распространенный паразит домашних кошек, одноклеточное существо токсоплазма, идет еще дальше. Она способна менять поведение зараженного ей млекопитающего, вызывая необратимые изменения в работе мозга, которые делают мышей «бесстрашными» при виде и запахе кошек, а людей — склонными к суициду и нерациональным поступкам.
=============
Почему не предположить, что была селекция не растения муравьями, а растение селекционировало нужных ей муравьев?
Duti_Fruti
30.11.2016 11:04Бернар Вербер написал неплохое произведение про муравьев. И читать интересно и много фактов интересных.
Zenitchik
Это не сельское хозяйство, это симбиоз. Да и боян в общем-то. Очень старый.
akaChewy
Действительно, этому «бояну» уже 3 миллиона лет.