Ilsрунти та життя

еволюції

Коли я розпочав свою подорож у науковому дослідженні ґрунтів, мені повідомили, що в ній є два типи організмів, здатних фіксувати атмосферний азот . Один з них був симбіотичний облігатна коренева система певних рослин, тоді як інша складалася з вільні форми що жили на землі без великих залежностей. Майже у всіх книгах наголошувалося на першому, недооцінюючи вплив другого. Нещодавні відкриття повідомляють нам це симбіоз також важливий для інших таксономічних груп (таких як мурахи та терміти), тоді як вільні форми важливіші, ніж вважалося раніше до того часу. Обидва грають a життєво важливу роль у кругообігу азоту та багато іншого .


Наприклад, симбіотичні бактерії дозволили рослиноїдності мурах, так само, як він вирощування грибів, як для цих, так і для терміти . Вони є який переважно збагачують ґрунт тропічних та субтропічних екосистем цією сполукою у біодоступній формі, оскільки атмосферних немає. Без них структура та динаміка цих біомів були б дуже різними . Той факт, що ці тварини накопичують більше біомаси, ніж усі інші, принаймні у вологих тропічних лісах, пояснює їх величезну цінність. Насправді той, що мурахи - одні з комах з найбільшим біорізноманіттям, що є результатом такого симбіозу .

Такі бактерії називаються Rhizobiales. За даними Вікіпедії:

Rhizobiales - це порядок альфа-протеобактерій. Ризобії, які фіксують азот і є симбіонами в коренях рослин, класифікуються в цій групі в різних сімействах

Все це залишається дуже далеко від жорстокого образу, який ультрадарвіністи нав'язують своєму баченню природи та еволюції життя . Ми продовжимо розмову про цю тему в наступному дописі. Сьогодні я залишаю вам інформацію про політ (полог лісу), щоб увійти в наступний пост на землі, де ступінь вишуканості та структурованості таких Відносини між симбіонтами рослини-комахи-бактерії ще більші та захоплюючі . Я переклав пропоновані новини Sciencedaily на іспано-кастильську, абзац за абзацом, залишаючи англосаксів спереду та знизу тих, кого ми можемо зрозуміти нашою мовою. Судіть самі про роль співпраці в еволюції життя та структуруванні екосистем та біогеохімічних циклів .

Хуан Хосе Ібаньєс


ScienceDaily (2 грудня 2009 р.) - Безліч незалежних асоціацій між ризобіолами та рослиноїдними мурахами дає вагомі докази того, що симбіотичні бактерії сприяли еволюції історії життя нектарів та ексудатів, що харчуються у мурах, та їх випромінювання в непривітні, в іншому випадку, середовища існування пологів тропічних лісів, забезпечуючи новий приклад інновацій через симбіоз .

ScienceDaily (2 грудня 2009 р.) -Безліч незалежних асоціацій між Rhizobiales та рослиноїдними мурахами дають вагомі докази того, що симбіотичні бактерії призвели до еволюції життєвого циклу, який включає живлення нектаром та іншими ексудатами, сприяючи випромінюванню цих ґрунтово-гніздових тварин у негостинній середовищі існування пологів тропічних лісів, забезпечуючи яскраві приклад інновації через симбіоз .

Широко кажучи, мурахи мають дві різні стратегії годування. Велика частка всіх видів є "хижими,Це означає, що вони є хижаки-генералісти харчуючись іншими дрібними тваринами або чистячи їх залишки. Деякі, однак, є "рослиноїдними". Це не означає, що вони їдять лише рослини; швидше, основна частина їх раціону складається з речовин рослинного походження. Наприклад, трохи корму на липкі рідини, що виробляються рослинами для залучення мурах, називаються екстра-квітковим нектаром; інші харчуються обробленою рослиною сік, що виділяється рослинами-сисними комахами, такими як чешуйник та попелиця. Рослиноїдні мурахи, ймовірно, є дуже заниженою складовою частиною світової фауни, оскільки серед них є багато спеціалістів з тропічних лісових пологів, і лісові навіси досі залишаються напрочуд невивченими. .

Загалом, мурахи мають дві різні стратегії годування . Велика частка видів є "хижими". Вони є хижаками-генералістами, які харчуються іншими дрібними тваринами або їх рештками. Деякі, однак, є "рослиноїдними". Це не означає, що вони їдять лише рослини, а те, що більша частина їх раціону складається з сировини, отриманої з овочів. Наприклад, деякі видобувають корм або ковтають клейкі рідини, вироблені рослинами, місія яких полягає у залученні самих мурах, що називається позафоральним нектаром, тоді як інші споживають сік від попередньо оброблених та виведених сисних комах, таких як борошнисті черви та попелиця. Імпотенція рослиноїдних мурашок, можливо, була недооцінена як складова фауни світу, оскільки серед них є багато фахівців, середовищем існування яких є дерев’яні пологи тропічних лісів, тоді як ці ніші на сьогодні залишаються напрочуд невивченими експертами в галузі екології. та біорізноманіття .

Давно було загадкою, як рослиноїдні види мурах отримують усі необхідні їм поживні речовини. Їх рослинний раціон, по суті, містить воду та цукри; дефіцит білка та/або сполук на основі азоту які є будівельними елементами білків. Хижі мурахи стикаються з такими харчовими труднощами, оскільки їх раціон, як правило, містить усі необхідні їм хімічні сполуки. Більшість мурах не відомі тим, що вони пов’язані з мікробами - найвідоміший набір бортових мікробних симбіонтів у комах зустрічається у термітів, в кишечнику яких містяться бактерії, що полегшують перетравлення деревного матеріалу, що становить дієту термітів, - але нещодавно висловлюється гіпотеза, що травоїдні мурахи можуть приймати набір корінних симбіонти, що забезпечують відсутні компоненти раціону рослиноїдних мурах .

Як рослиноїдні види мурах отримували всі поживні речовини, необхідні для їжі, вже давно було загадкою. Їх раціон включає в основному воду та цукри, оскільки вони мають дефіцит білків та/або сполук азоту, тобто будівельні блоки білків. Натомість хижі мурахи не стикаються з такими харчовими дефіцитами, оскільки їх здобич зазвичай містить усі необхідні їм сполуки. Більшість мурах не відомі як пов’язані з мікроорганізмами - на відміну від терніт, у яких вивчали їх тісний зв’язок з бактеріальними симбіонами, що знаходяться в їх нутрощах, з метою полегшення перетравлення деревного матеріалу, який становить ваш раціон. Тим не менше, Нещодавно була висловлена ​​гіпотеза, що рослиноїдні мурахи також можуть приймати набір корінних симбіонтів, які забезпечуватимуть їх компонентами, відсутніми в рослинних матеріалах, які вони споживають. ".

Ми перевірили цю гіпотезу, використовуючи молекулярно-генетичні методи, щоб виявити наявність мікробів у 283 видах мурах з 18 з 21 підродини мурашок . Нам вдалося класифікувати кожен вид мурашок як хижий або рослиноїдний кількість важкого та легкого азоту (15N/14N) у тканинах мурах. Об’єднавши два набори даних, ми змогли тоді визначити, чи є мікробні симбіонти особливо асоційованими з рослиноїдними мурахами .

Ми перевірили цю гіпотезу, використовуючи молекулярно-генетичні методи для виявлення присутності мікробів у 283 видах мурах, що належать до 18 з 21 підродини, що входять до цієї таксономічної групи. . Нам вдалося класифікувати кожен вид мурашок як хижий або рослиноїдний на основі кількості важкого та легкого азоту (15N/14N), що міститься в їх тканинах. Порівнюючи дві бази даних, ми змогли визначити, чи є мікробні симбіонти особливо асоційованими з рослиноїдними мурахами. .

Коротка відповідь - так. Бактерії із загону Rhizobiales, як правило, присутні в кишці рослиноїдних мурах, але не хижих . Примітно, що ця група бактерій добре відома містять мікроби, які асоціюються з бобовими рослинами і здатні до фіксації азоту - перетворення атмосферного азоту в сполуки, які є біологічно доступними та корисними. Отже, рослиноїдні мурахи, ймовірно, компенсують свої дієтичні недоліки, розміщуючи в їх кишках бортову ескадру бактерій, здатну збагатити азот за допомогою фіксації або альтернативних шляхів. .

Відповідь на наші тести - так. Бактерії порядку, що називаються Rhizobiales, як правило, присутні в кишечнику рослиноїдних мурах., але не хижаки. Дивно, Ця група бактерій добре відома тим, що асоціюється з бобовими культурами завдяки їх здатності до біологічної фіксації азоту.: перетворити атмосферний азот у сполуки, які біологічно засвоюються рослинами. Тому травоїдні мурахи, здається, компенсують дефіцит у раціоні рослин за допомогою ескадри бактерій, які вони містять у кишечнику, збагачуючи тим самим свій раціон за допомогою фіксації азоту., таким альтернативним шляхом.

Щоб визначити, чи спостерігали тенденції розвитку кишкових симбіонтів у рослиноїдних мурах, історія мурашок певним чином заплутувала їх, ми проаналізували розподіл рослинних та кишкових симбіонтів на мурашиному сімейному дереві - або філогенезі - та оцінили, як часто вони еволюціонували. Виник дуже вражаючий шаблон: рослиноїдні рослини неодноразово виникали у мурах, і принаймні п’ять з цих не пов’язаних між собою рослиноїдних ліній симбіотично асоціюються з бактеріями Rhizobiales . Таким чином, здається ймовірним, що придбання харчових бактерій кишечника дозволило еволюцію та підтримку рослиноїдних, бідних азотом дієт у мурах.

Ми все ще тільки починаємо визначати центральне значення мікробів в екології, особливо в таких системах, як ця, де їх роль недооцінена. Це хороший приклад того, як мікроби вкотре забезпечують зниклий фрагмент еволюційної головоломки.

Вчені все ще починають оцінювати значення мікробів в екології, особливо в таких системах, як ця, де їх роль недооцінена. Це хороший приклад того, як мікроби знову стають забутим або ігнорованим ланкою в еволюційній загадці.

Ця робота проводилась у відділі органічної та еволюційної біології Гарвардського університету, біологічному факультеті університету Дрекселя та кафедрі зоології Польового музею природознавства. Дослідження підтримали гранти Фонду Бейкера, Фонду припливів та відливів, Центру навколишнього середовища Гарвардського університету, Зеленого меморіального фонду Гарвардського університету, Експедиційного фонду Путнама Музею порівняльної зоології та Національного наукового фонду.

Докладніше: Історія джерела: Адаптовано за матеріалами, наданими Польовим музеєм через EurekAlert!, послуга AAAS.

Якщо вам сподобалась ця публікація, напишіть коментар або підпишіться на стрічку та отримайте майбутні статті у своєму читачі стрічок.