Учёные наблюдают за таким взаимодействием уже несколько столетий, но до сих пор не могут понять, как оно возникло. Новое исследование под руководством полевого биолога Родольфо Пробста из Университета Юты позволяет расширить наши представления о таких симбиозах.

В журнале Proceedings of the Royal Society B на прошлой неделе опубликовали исследование, посвящённое роду муравьёв Myrmelachista.

Большинство видов Myrmelachista живут в мёртвых или живых стеблях растений без каких-либо особых отношений с другими организмами. Но одна группа муравьёв обитает в Центральной Америке и гнездится только в живых стеблях некоторых видов небольших деревьев, которые растут в подлеске. Это похоже на другие виды взаимодействия муравьёв и растений.

Эти крошечные жёлтые муравьи выгрызают стебли, не причиняя вреда растениям-хозяевам. Они встречаются по всей Центральной Америке.

Такой симбиоз требует сложного поведения и морфологии. Считается, что он встречается нечасто.

Специалисты из Центральной Америки обнаружили группу из девяти видов, которые обладали всеми этими сложными признаками и немного отличались друг от друга. Предполагалось, что симбиоз развивался у одного общего предка в течение длительного времени. Это были молодые виды, появившиеся после развития симбиоза.

Пробст сделал удивительное открытие. Он обнаружил, что эти девять видов возникли как два кластера в разных частях эволюционного древа. Это означает, что сложные отношения со всеми их характеристиками дважды развивались от неспециализированных предков. Более того, они развивались примерно в одно и то же время — около 3 миллионов лет назад.

Я бы хотел отправиться на машине времени и увидеть это, — говорит Пробст.

Возможно, именно экология или наличие растений помогли этим дружеским отношениям развиться в первую очередь.

Это пример конвергентной эволюции, когда разные виды становятся похожими друг на друга из-за того, что занимают похожие экологические ниши. Пробст назвал это «эволюционным дежа вю», сравнив с ситуацией, когда муравьи ведут себя одинаково.

Они настолько похожи, что можно предположить, что этот мутуализм мог возникнуть однажды, — говорит Пробст.

Самое интересное в нашей работе то, что мы показываем, что эти типы дружбы между муравьями и растениями развиваются несколько раз независимо друг от друга. Это эволюционное дежавю? Как будто если это произошло, то может произойти снова, если создать соответствующие экологические условия.

Два соавтора — энтомолог Джек Лонгино, известный как «Удивительный человек-муравей», и Майкл Бранстеттер, который раньше был постдоком в Школе биологических наук, а сейчас работает в Отделе исследований опыляющих насекомых Министерства сельского хозяйства США в Университете штата Юта.

Главное в этой работе — неожиданная часть. Работа Родольфо выявила две независимые эволюции сложных отношений с растениями. Это говорит о том, что строительные блоки для развития очень характерных или сложных признаков находятся под рукой и могут быстро эволюционировать среди различных видов, когда возникают соответствующие условия, — сказал Лонгино, профессор биологии Университета Юты, который более четырех десятилетий изучал муравьев, в основном в тропических регионах.

Морфология сама по себе никогда не была хороша для выявления отношений между видами, эволюционного конкурса, который является тем, как жизнь диверсифицировалась на планете.