Myrmecophyte

Myrmecophytes ( / M ər ˈ M ɛ k ə f aɪ t / ; буквально «муравьев»)-это растения , которые живут в взаимной ассоциации с колонией муравьев . Существует более 100 различных родов мирмекофитов. ^{[ 1 ]} Эти растения обладают структурными адаптациями , которые предоставляют муравьям пищу и/или укрытие. Эти специализированные структуры включают Domatia , пищевые тела и экстрафлоральные нектали . ^{[ 1 ]} В обмен на пищу и укрытие, муравьи помогают мирмекофиту в опылении , рассеивании семян , сборе важных питательных веществ и/или защите. ^{[ 1 ]} В частности, Domatia, адаптированная к муравьям, можно назвать Myrmecodomatia. ^{[ 2 ]}

Взаимный

Myrmecophytes разделяют взаимные отношения с муравьями, принося пользу как растениям, так и муравьям. Эта ассоциация может быть либо факультативной, либо обязательной. ^{[ 3 ]}

Облигайт

В облигационных взаимных оборудованиях оба вовлеченных организма взаимозависимы; Они не могут выжить самостоятельно. Пример этого типа взаимного инфекции можно найти в роде растений Macaranga . Все виды этого рода обеспечивают пищу для муравьев в различных формах, но только облигатные виды производят Domatia . ^{[ 1 ]} Некоторые из наиболее распространенных видов Myrmecophytic Macaranga взаимодействуют с муравьями в роде Crematogaster . C. Borneensis , как было установлено, полностью зависит от его партнерского растения, неспособного выжить без предоставленных гнездовых пространств и пищевых корпусов. В лабораторных испытаниях рабочие муравьи не выжили вдали от растений, и в их естественной среде обитания их никогда не было найдено нигде. ^{[ 4 ]}

Факультативный

Факультативный взаимный оборудование - это тип взаимосвязи, когда выживание обеих сторон (растения и муравьев, в данном случае), не зависит от взаимодействия. Оба организма могут выжить без других видов. Факультативные взаимные взаимности чаще всего встречаются у растений, которые имеют экстрафлоральные нектары , но никаких других специализированных структур для муравьев. ^{[ 3 ]} Эти неисключительные нектары позволяют различным видам животных взаимодействовать с растением. ^{[ 3 ]} Факультативные отношения также могут развиваться между неродными растениями и видами муравьев, где коэволюция не произошла. Например, бобовые старого мира , которые были представлены в Северную Америку, могут быть защищены муравьями, которые происходили из другого региона. ^{[ 3 ]}

Структурные адаптации

Domatia

Domatia - это внутренние структуры растений, которые, по -видимому, специально адаптированы для жилья муравьями . ^{[ 5 ]} Эти полости находятся в основном в стеблях , листьях и шипах растений. Многие различные роды растений предлагают Domatia. Растения рода Acacia имеют одни из наиболее широко признанных форм Domatia и предлагают одни из лучших примеров облигации муравьев. ^{[ 5 ]} Различные виды акации обеспечивают различные ресурсы, необходимые для их независимых коллег. Одним из этих ресурсов является необходимость в укрытии. Акация увеличила шипы на своих стеблях, которые раскопаны муравьями для использования в качестве жилищных сооружений. ^{[ 5 ]} Поскольку дерево содержит свое гнездо, эти агрессивные муравьи сильно реагируют на любое нарушение дерева, обеспечивая мирмекофит защитой от пастбищ травоядных животных и посягательства на лозы . ^{[ 5 ]}

Domatia также можно найти в клубнях определенных растений. ^{[ 6 ]} Клубки образуются, когда гипокотиль из проявления набухает, образуя пустую, камеру, которая может быть заселена муравьями. ^{[ 6 ]} Семейство растений Rubiaceae содержит наиболее широко известный тубером Myrmecophyte, Myrmecodia . ^{[ 6 ]}

Увеличенные шипы и белтинские тела на *акации*

Пищевые тела

Некоторые растения производят пищевые тела для использования другими организмами. Эти небольшие эпидермальные структуры содержат множество питательных веществ, которые удаляются и потребляются фуражирами. ^{[ 7 ]} Пищевые тела идентифицируются по основным питательным веществам, которое они содержат, и по роду растения, производящего их. ^{[ 7 ]} Белтинские тела обнаруживаются на кончиках листовок растений акации и имеют относительно высокое содержание белка . ^{[ 8 ]} Беккарианские тела встречаются на молодых листьях рода Macaranga и особенно богаты липидами . Липиды также являются основным питательным веществом, обнаруженным в жемчужинах , обнаруженных на листьях и стеблях растений охромы . Большинство обитателей муравьев из растений Cecropia собирают последний тип пищевого тела, как их основной источник пищи. Примечательно, что эти мюллерские тела , найденные на стебле листа, в основном являются гликогеном . Гликоген является основным углеводом хранения, обнаруженным у животных и чрезвычайно редко встречается у растений. ^{[ 7 ]}

Содержание питательных веществ в различных пищевых организмах
Пищевые тела	Слушается основное питательное вещество	Тип растения	Расположение на растениях
Белтинские тела	Белок	Акация	Листочные кончики
Беккарианские тела	Липиды	Макаранга	Молодые листья
Жемчужные тела	Липиды	Паралиц	Листья и стебли
Мюллерские тела	Гликоген	Цекропия	Черепок листа

Экстрафлоральные нектары

Экстрафлоральные нектары -это сахарные железы, обнаруживаемые вне цветочных структур растений. Они встречаются во многих различных видах растений по всему миру и чаще всего ассоциируются с вегетативными структурами, которые обычно не имеют нектаров, таких как листья , стебли и ветки . ^{[ 3 ]} Эти секретирующие структуры часто не являются эксклюзивными в том смысле, что нектар может быть взят различными животными; Тем не менее, в некоторых облигатных заводах мирмекофита, таких как Acacia collinsii , экстрафлоральный нектар модифицируется, чтобы быть привлекательным только для партнеров муравьев в симбиозе. ^{[ 3 ]}^{[ 9 ]}^{[ 10 ]} Таким образом, нектар обеспечивал кормления муравьев, которые, в свою очередь, защищают эти мирмекофиты от травоядных активности. Вид лиственного дерева , которое показывает экстрафлоральные нектали, Catalpa Speciosa , показывает снижение потери ткани листьев на ветвях, защищенных муравьями, и увеличение количества полученных семян. ^{[ 3 ]}

Взаимодействие муравья

Муравьи как опылители

В отличие от своих родственников пчел , муравьи редко опыляют растения. Были сделаны различные предложения относительно того, почему муравьи являются плохими опылителями, хотя ни один из них не был проверен: а) муравьи не летают, ограничивая их транспортировку пыльцы достаточно далеко, чтобы воздействовать на перекрестное сфона , б) муравьи не имеют систематически корма, как и пчелы, и в) муравьи не являются волосатыми и слишком часто убирают себя, чтобы допустить пыльцу в другие растения. ^{[ 11 ]} В большинстве случаев опыления муравья муравьи являются одним из множественных опылителей, что означает, что растения не полностью зависят от муравьев для опыления. Тем не менее, орхидея Leporella fimbriata может быть опылена только его крылатым мужским партнером по муравьям ( Myrmecia Urens ). ^{[ 12 ]}

Муравьи и рассеивание семян

Myrmecochory , «муравьев»,-это коллекция и рассеивание семян муравьями. Муравьи рассеивают более 30% пирожных травянистых растений в восточной части Северной Америки . ^{[ 7 ]} И растение, и муравей в этом сценарии. Муравьи снабжены элайосомой , съемным пищевым корпусом, найденным на поверхности семян. Elaiosomes имеют разнообразные композиции, обычно с высоким содержанием липидов и жирных кислот , но также содержащие аминокислоты , сахар и белок . ^{[ 7 ]} Муравьи удаляют элайосому, как только семена были доставлены в колонию . В результате семена безопасно помещаются в богатый питательными веществами субстрат, защищенную от хищников , принося пользу растению с оптимальными условиями создания для его семян. ^{[ 7 ]}

Муравьи, кормящие растения

Мирмекотрофия , означающая «муравей», является способностью растений поглощать питательные вещества из свай мусора, оставленных муравьями, или, в случае Nepenthes bicalcarata , от муравей. ^{[ 13 ]} Тропическое дерево Cecropia Peltata получает 98% своего азота из отходов, нанесенных его аналогами муравья. ^{[ 14 ]}

Недавнее исследование Chanam et al. ^{[ 15 ]} показали, что растения, несущие Domatia, могут быть предпочтительны еще до создания специализированного симбиоза на основе защиты, поскольку пищевые преимущества могут быть предоставлены с помощью жарового набора жителей Domatia, которые могут включать несколько видов муравья (включая защитные, незащитные и даже растения -Вывающие виды, такие как Crematogaster Dohrni ), а также другие беспозвоночные, в том числе в качестве древесных дождевых червей . Только некоторые люди из мирмекофита Гумбольтии Брунонис (найденные в Западных Гатах Индии ) несут Domatia на некоторых из их ветвей, в то время как все люди производят экстрафлоральный нектар. Каждый Domatium образуется модифицированными опухшими и пустыми междоуровневыми. Эти Domatia имеют самоокрытие щели, которая позволяет доступа к внутренней части доматия и подвержена междопись жителям (включая многие виды неконфектных муравьев и древесный дождевой червя Perionyx Pullus ) в дополнение к защитным муравьям.

Муравьи сотрудничают, чтобы расчленять вторгающегося муравья

Более ранние исследования установили, что растительные растения H. brunonis имеют больший набор плодов, следовательно, больший репродуктивный успех, чем растения H. brunonis без Domatia. Растительные ткани вблизи Domatia получали 17% и 9% своего азота от муравьев (защитных и не защищенных) и дождевого червя соответственно. Поглощенные питательные вещества также отправились в отдаленные ветви; Следовательно, набор фруктов не отличался между ветвями с Domatia и без него. Это исследование продемонстрировало, что не защищающие интервал в Domatia по-прежнему способствуют большему благополучию растения, способствуя питанию растений.

Муравьи как защита

Поскольку растения обеспечивают важные ресурсы для муравьев, необходимость защиты завода и этих ресурсов чрезвычайно важна. Многие мирмекофиты защищаются как от травоядных , так и от других конкурирующих растений своими симбионтами муравья. ^{[ 7 ]} Acacia Cornigera Например, полностью охраняется своим партнером по муравьям Pseudomyrmex Ferruginea . Одна колония P. ferruginea может содержать более 30 000 муравьев и может ухаживать за множеством акаций . ^{[ 7 ]} Солдатские муравьи чрезвычайно агрессивны, патрулируя деревья двадцать четыре часа в день. Любое нарушение дерева предупреждает муравьев, которые затем набирают больше работников изнутри домации . Эти муравьи защищают акацию , кусая, жестоко жгут и обрезая любых нарушителей. Муравьи защищают растение свободными от других насекомых и травоядных позвоночных, от вторжения грибов, а также от других растений. ^{[ 7 ]}

Смотрите также

Примечания

^ Подпрыгнуть до: ^а ^{беременный} ^в ^{дюймовый} Speight, Hunter & Watt 2008
^ Уилсон 1971
^ Подпрыгнуть до: ^а ^{беременный} ^в ^{дюймовый} ^и ^фон ^глин Koptur 1991
^ Fiala, Maschwitz & Pong 1991
^ Подпрыгнуть до: ^а ^{беременный} ^в ^{дюймовый} Янзен 1966
^ Подпрыгнуть до: ^а ^{беременный} ^в Jebb 1991
^ Подпрыгнуть до: ^а ^{беременный} ^в ^{дюймовый} ^и ^фон ^глин ^час ^я Rico-Gray & Oliveira 2007
^ Heil et al. 2004 .
^ Heil, Rattke & Boland 2005 .
^ Gonzalez-Teuber & Heil 2009 .
^ Beattie & Hughes 2002
^ Piekall, Handel & Beattie 1991
^ Bazile, v.; Моран, JA; Moguédec, G. le; Маршалл, DJ; Gaume, L. (2012). «Плотноядное растение, питаемое его симбионтом муравья: уникальный многогранный питательный взаимный взаимность» . Plos один . 7 (5): E36179. BIBCODE : 2012PLOSO ... 736179B . doi : 10.1371/journal.pone.0036179 . PMC 3348942 . PMID 22590524 .
^ Бензинг 1991
^ Chanam, J., Sheshshayee, MS, Kasinathan, S., Jagdeesh, A., Joshi, Ka, Borges, RM, «Пособия по питанию от жителей Domatia во взаимодействии муравей и платежных , 2014), doi : 10.1111/1365-2435.12251

Ссылки

Битти, Эндрю Дж.; Хьюз, Лесли (2002). «Взаимодействие муравьев». В Эррере, Карлос М.; Пеллмир, Олле (ред.). Взаимодействие растений и животных . Малден, Массачусетс: Blackwell Publishing. С. 211–235.
Бензинг, Дэвид Х. (1991). «Мирмекотрофия: происхождение, операция и важность». В Хаксли, Камилла Р.; Катлер, Дэвид Ф. (ред.). Взаимодействие муравья . Нью -Йорк, Нью -Йорк: издательство Оксфордского университета. С. 353–373. ISBN 0-19-854639-4 .
Фиала, Бриджит; Машвиц, Ульрих; Pong, Tho Yow (1991). «Связь между деревьями Макаранга и муравьями в Юго-Восточной Азии». В Хаксли, Камилла Р.; Катлер, Дэвид Ф. (ред.). Взаимодействие муравья . Нью -Йорк, Нью -Йорк: издательство Оксфордского университета. С. 263–270. ISBN 0-19-854639-4 .
Gonzalez-Teuber, M.; Хейл, М. (2009). «Роль экстрафлоральных аминокислот нектара в предпочтениях факультативных и облигальных муравьев муравьев». Журнал химической экологии . 35 (4): 459–468. Bibcode : 2009JCECO..35..459G . doi : 10.1007/s10886-009-9618-4 . PMID 19370376 . S2CID 30114793 .
Heil, M.; Baumann, B.; Крюгер, Р.; Linsenmair, KE (2004). «Основные соединения питательных веществ в пищевых организмах мексиканских анти-рапорок». Химиоэкология . 14 (1): 45–52. Bibcode : 2004Checo..14 ... 45K . doi : 10.1007/s00049-003-0257-x . S2CID 24186903 .
Heil, M.; Раттке, Дж.; Боланд В. (2005). «Посткреторный гидролиз нектара сахарозы и специализация у муравей/растительной взаимности». Наука . 308 (5721): 560–563. Bibcode : 2005sci ... 308..560h . doi : 10.1126/science.1107536 . PMID 15845855 . S2CID 18065410 .
Янзен, DH (1966). «Коэволюция взаимности между муравьями и акациями в Центральной Америке». Эволюция 20 (3): 249–275. doi : 10.2307/2406628 . JSTOR 2406628 . PMID 28562970 .
Джебб, Мэтью (1991). «Структура и функция полости в клубнях Rubiaceae». В Хаксли, Камилла Р.; Катлер, Дэвид Ф. (ред.). Взаимодействие муравья . Нью -Йорк, Нью -Йорк: издательство Оксфордского университета. С. 374–389. ISBN 0-19-854639-4 .
Koptur, Suzanne (1991). «Экстрафлоральные нектарины трав и деревьев: моделирование взаимодействия с муравьями и паразитоидами». В Хаксли, Камилла Р.; Катлер, Дэвид Ф. (ред.). Взаимодействие муравья . Нью -Йорк, Нью -Йорк: издательство Оксфордского университета. С. 213–230. ISBN 0-19-854639-4 .
ПИКАЛЛ, ROD; Гендел, Стивен Н.; Битти, Эндрю Дж. (1991). «Доказательства и важность опыления муравья». В Хаксли, Камилла Р.; Катлер, Дэвид Ф. (ред.). Взаимодействие муравья . Нью -Йорк, Нью -Йорк: издательство Оксфордского университета. С. 421–429. ISBN 0-19-854639-4 .
Rico-Gray, Victor; Оливейра, Паулу С. (2007). Экология и эволюция взаимодействий с муравьями . Чикаго, Иллинойс: Университет Чикагской Прессы. С. 42–51, 101–109.
Speight, Martin R.; Охотник, Марк Д.; Уотт, Аллан Д. (2008). Экология насекомых (2 -е изд.). Западный Суссекс, Великобритания: публикации Wiley Blackwell. С. 212–216.
Уилсон, Эдвард О. (1971). Общества насекомых . Belknap Press. ISBN 978-0-674-45490-3 .

Внешние ссылки

Видео о муравьевых растениях

[Speight-2008-1] Подпрыгнуть до: ^а ^{беременный} ^в ^{дюймовый} Speight, Hunter & Watt 2008

[Wilson-1971-2] Уилсон 1971

[Koptur-1991-3] Подпрыгнуть до: ^а ^{беременный} ^в ^{дюймовый} ^и ^фон ^глин Koptur 1991

[Fiala-1991-4] Fiala, Maschwitz & Pong 1991

[Janzen-1966-5] Подпрыгнуть до: ^а ^{беременный} ^в ^{дюймовый} Янзен 1966

[Jebb-1991-6] Подпрыгнуть до: ^а ^{беременный} ^в Jebb 1991

[RicoGray-1991-7] Подпрыгнуть до: ^а ^{беременный} ^в ^{дюймовый} ^и ^фон ^глин ^час ^я Rico-Gray & Oliveira 2007

[FOOTNOTEHeilBaumannKrugerLinsenmair2004-8] Heil et al. 2004 .

[FOOTNOTEHeilRattkeBoland2005-9] Heil, Rattke & Boland 2005 .

[FOOTNOTEGonzalez-TeuberHeil2009-10] Gonzalez-Teuber & Heil 2009 .

[Beattie-2002-11] Beattie & Hughes 2002

[Peakall-1991-12] Piekall, Handel & Beattie 1991

[Bazile-13] Bazile, v.; Моран, JA; Moguédec, G. le; Маршалл, DJ; Gaume, L. (2012). «Плотноядное растение, питаемое его симбионтом муравья: уникальный многогранный питательный взаимный взаимность» . Plos один . 7 (5): E36179. BIBCODE : 2012PLOSO ... 736179B . doi : 10.1371/journal.pone.0036179 . PMC 3348942 . PMID 22590524 .

[Benzing-1991-14] Бензинг 1991

[15] Chanam, J., Sheshshayee, MS, Kasinathan, S., Jagdeesh, A., Joshi, Ka, Borges, RM, «Пособия по питанию от жителей Domatia во взаимодействии муравей и платежных , 2014), doi : 10.1111/1365-2435.12251

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

[ 13 ]

[ 14 ]

[ 15 ]