تقوم السرخس والزهور برشوة المدافعين عن النمل بالرحيق، لكن السرخس طور هذه القدرة في وقت لاحق - توضح دراستنا السبب

انظر عن كثب إلى نبات في حديقتك المحلية أو حديقتك أو حتى مطبخك، ومن المحتمل أن ترى بعض الضرر.سواء كانت اليرقة قد مضغت جزءًا من ورقة نبات أو كانت البق الدقيقي تمتص النسغ، فإن الحيوانات تتغذى باستمرار على النباتات.

وبطبيعة الحال، فإن الحيوانات العاشبة، أو افتراس النباتات، ليست مثالية لبقاء النبات.لذلك طورت النباتات العديد من آليات الدفاع المختلفة لمنع هذا التهديد، بما في ذلك الأسلحة الفيزيائية والكيميائية.على سبيل المثال، تقوم نباتات الصبار بتسليح أجسامها بأشواك خارقة للجلد.تنتج الأعشاب مثل النعناع والخزامى وإكليل الجبل مركبات ذات رائحة متطايرة يمكن أن تساعد في ردع الحيوانات العاشبة.

وتلجأ نباتات أخرى إلى رشوة الحراس الشخصيين بإفراز رحيق كثيف حلو المذاق.

يرتبط الرحيق بشكل شائع بالزهور، حيث يتم استخدامه لإغراء النحل أو الطيور أو الفراشات لنقل حبوب اللقاح من زهرة إلى أخرى.لكن نباتات أخرى تنتج أنواعا مختلفة من غدد الرحيق تسمى الرحيق خارج الزهرة.تفرز النباتات هذه الغدد لرشوة النمل بمكافأة حلوة؛وفي المقابل يقوم النمل بالدفاع عن النبات من الحشرات العاشبة.

أنا أدرس علم الأحياء التطوري النباتي, ، وعملت مؤخرًا مع عالم الأحياء السرخسي فاي وي لي في معهد بويس طومسون وجامعة كورنيل عالمة الأحياء النمل كوري مورو لدراسة تطور آليات الدفاع ضد الرشوة في النباتات.

لقد وجدنا شيئًا ملفتًا للنظر:منذ ما يقرب من 130 مليون سنة، خلال العصر الجيولوجي الطباشيري، ظهرت السرخس والنباتات المزهرة تطورت بشكل مستقل غدد رحيق النمل في نفس الوقت تقريبًا.لقد اكتشفنا ذلك باستخدام خوارزميات معقدة لتقدير الأصل التطوري وتاريخ السرخس والنباتات المزهرة والنمل.

هذا التوقيت مثير للاهتمام للغاية لأنه كان مبكرًا جدًا في تاريخ تطور النباتات الزهرية، ولكنه كان متأخرًا جدًا التاريخ التطوري السرخس.لقد أظهر عملنا أن الكلاب الكبيرة في السن يمكنها أن تتعلم بعض الحيل الجديدة، والأهم من ذلك، كيف حدث ذلك في السرخس.

لقاء فوق الأرض

تعد النباتات المنتج الرئيسي لجميع الإمدادات الغذائية على الأرض تقريبًا، لذلك تعتمد عليها جميع الكائنات الحية تقريبًا من أجل البقاء.ولهذا السبب، تعتبر الحيوانات العاشبة جزءًا من الحياة.ولكنه يخلق أيضًا تكاليف باهظة للعديد من الصناعات، بدءًا من النباتات المنزلية وحتى المحاصيل الزراعية.تفشي الآفات الرئيسية بل ويمكن أن تهدد الأمن الغذائي العالمي.

لكل هذه الأسباب، فإن فهم كيفية دفاع النباتات عن نفسها ضد الحيوانات المفترسة يمثل تحديًا بالغ الأهمية.

لقد ربط تطور استراتيجيات الدفاع بوساطة النمل ارتباطًا وثيقًا بين سلالتين عبر مملكة الحياة.وهذا يعني أن النمل والنباتات سوف يتطوران معًا في النهاية - عملية تسمى التطور المشترك.ومع تغير أحد الأنواع، قد يتغير النوع الآخر استجابةً لذلك، ويمكن حتى أن تصبح هذه التغييرات مشفرة في جيناته.

نشأت النباتات المزهرة في العصر الطباشيري، منذ حوالي 150 مليون سنة، وأظهرت تحليلاتنا أنها شكلت ارتباطات وثيقة مع النمل في وقت مبكر.ويبدو أن هذه النباتات المزهرة وشركائها من النمل تطورت معًا مع مرور الوقت.

لكن السرخس لم يفعل ذلك.في حين أن لديهم القدرة على تطوير الرحيق في نفس الوقت مع النباتات المزهرة، إلا أنهم لم يبدأوا في تطوير الرحيق بمعدلات سريعة حتى تعلموا العيش بين الأشجار.

كانت السرخس في الأصل نباتات برية، ولكن بعد تطور النباتات المزهرة إلى أشجار كبيرة، أصبح السرخس قفزت على أغصانها كالنباتات الهوائية - نباتات تنمو على نباتات أخرى، دون أن تكون متصلة بالأرض في كثير من الأحيان.

يمكن للسرخس أيضًا تسلق الأشجار، كما يفعل اللبلاب، أو إنشاء جذوعها الخاصة في حالة سرخس الشجرة.وقد ساعد هذا أيضًا السرخس على الوصول إلى المظلة.

حقيقة أن السرخس لم يبدأ في إنتاج الرحيق للنمل حتى انتقل إلى الأشجار أربكني كعالم أحياء سرخسي.كان ذلك حتى المؤلف المشارك لي كوري مورو وأشار إلى أن معظم النمل يعيش في رؤوس الأشجار.

وهذا منطقي تمامًا.عندما أصبحت السرخس من سكان الظلة، بدأت تنمو بالقرب من النمل الذي كان مرتبطًا بالفعل بالأشجار الحاملة للرحيق.ومن خلال مزج السراخس مع هؤلاء النمل، استفادت في نهاية المطاف من علاقة المنفعة المتبادلة القائمة بين النمل والنباتات المزهرة.

تطور وبيئة العلاقات النمل السرخس

في حين اكتشفت دراستنا جوانب جديدة للدفاع عن النباتات بوساطة النمل، إلا أنها تركت العديد من الأسئلة دون إجابة.على سبيل المثال، هل بعض النمل متخصص في نبات السرخس، أم أنه شخص عام يمكنه أن يتغذى على الرحيق من مجموعة واسعة من النباتات؟كيف تمكنت النباتات في الأصل من تطوير القدرة الجسدية على إنتاج رحيق الأزهار الإضافية؟هل الجينات التي تشفر لتطور الرحيق هي نفسها الموجودة بين السرخس والنباتات المزهرة؟هل كيمياء السرخس ورحيق النباتات المزهرة هي نفسها؟

تضع دراستنا الأساس لمزيد من البحث في تطور وبيئة هذه الرحيق.هذا هو العلم التأسيسي المهم.ومن الممكن أيضًا أن تساهم الأبحاث في هذا المجال في برامج التربية التي تعزز دفاع النمل الرحيق، مما يقلل الحاجة إلى المبيدات الحشرية لحماية النباتات من الحيوانات المفترسة.