Полсотни миллионов лет назад, когда эволюция человеческой линии пребывала лишь на стадии ранних омомиидов, муравьи из трибы Attini уже освоили сельское хозяйство. Они не гречу стали выращивать, не картошу и не рис – а пушистые белые грибочки, чтоб жилось сытнее и вкуснее. Но и на эту «сельхозкультуру» нашлась своя шальная «головня» – патогенный гриб, уничтожающий урожай трудолюбивых мурашей. А те не унывают, в новый симбиоз вступают – стали бактерий привечать, чтоб урожай от патогенов защищать. Актинобактерии Pseudonocardia выделяют антибиотики, усмиряющие грибное зло во имя сохранения грибного добра, и муравьи с радостью дают им размножаться у себя на теле, в специализированных фирменных кармашках экзоскелета, весьма уютных и полных необходимых для микробов ресурсов.
Эти структуры, известные как крипты, издавна интригуют ученых. До сих пор все были убеждены, что они появились однажды у общего предка муравьев Attini. Однако новое исследование специалистов из Висконсинского университета в Мадисоне (США) показывает, что происходило это по меньшей мере трижды в разных линиях независимо. Постоянная угроза со стороны патогенов несколько раз толкала эволюцию муравьев в одном и том же направлении – к развитию стильных кармашков и укреплению дружбы с полезными бактериями.
Исследователи проанализировали 69 видов муравьев, реконструировали эволюционное древо на основе их ДНК и пришли к выводу, что партнерство с бактериями возникло вскоре после зарождения муравьино-грибного фермерства. На раннюю эволюцию симбиоза намекали и предыдущие научные работы, но теперь прям точно стало все ясно понятно. Древние следы симбиоза можно даже воочию наблюдать сквозь застывшую смолу янтаря – в некоторых образцах из Доминиканской Республики возрастом 15–20 млн лет обнаружены муравьи-фермеры с признаками домиков для бактерий на теле.
Рассмотрев изображения электронного микроскопа с высоким разрешением, ученые выяснили, что крипты и другие структуры, способные дать приют актинобактериям, имеются у большинства современных видов муравьев-грибководов. У видов рода Myrmicocrypta, которые сохранили многие черты морфологии и поведения предков, бактерии Pseudonocardia живут на лапках и антеннах в определенных местах, но без привязки к каким-либо специализированным структурам. А вот специальные кутикулярные структуры, такие как крипты и бугорки, присутствуют у представителей трех разных линий муравьиной трибы Attini.
Но не у всех. Некоторые виды утратили их в процессе эволюции, а вместе с ними потеряли и друзей-микробов. Для грибководов, обитающих в аридных зонах, патогенные грибы не представляют угрозу, поэтому от услуг актинобактерий такие муравьи отказались. Тем более что разводить их и кормить – довольно дорогое удовольствие: на это уходит до четверти энергетических запасов муравья. Вообще кутикулярные домики для бактерий свойственны в большей степени королевам и рабочим самкам, а у самцов они недоразвиты или вовсе отсутствуют, отмечают авторы исследования.
Интересно, что большую часть антибиотиков, применяемых в медицине, люди получают от той же группы бактерий – актинобактерий. Подружиться таким образом с этими микробами человечество придумало, как обычно, значительно позже муравьев. Наши антибиотики несовершенны – вредоносные бактерии со временем развивают устойчивость к ним. Так что нам есть чему поучиться у шестиногих коллег, которые используют актинобактерий для защиты от патогенов уже десятки миллионов лет – и делают это весьма успешно.
Текст: Виктор Ковылин. Научная статья: PNAS (Li et al., 2018)
Все права на данный текст принадлежат нашему журналу. Если вам понравилось его читать и вы хотите поделиться информацией с друзьями и подписчиками, можно использовать фрагмент и поставить активную ссылку на эту статью – мы будем только рады. С уважением, Батрахоспермум.
Вас также могут заинтересовать статьи:
Бактерии-симбионты спасают яйца гавайского моллюска от грибка
Этот муравей грызет живое дерево и пасет безногий скот
На попке наездника растет муравьиный бюст
Комментарии: