Принято считать, что растения и животные развиваются как различные, самостоятельные и независимые виды, и обычно это так и бывает. Но есть немало примеров того, как отдельные виды развиваются вместе: они либо зависят друг от друга (каждый вид получает от этого сосуществования определенную выгоду или даже не может без него выжить), либо один вид необходим остальным видам.
Иногда этот мутуализм (взаимовыгодные отношения между разными видами) проявляется как принцип поведения. Например, рыба-клоун живет вблизи актиний. В случае угрозы рыба находит убежище в щупальцах актиний. При этом рыбы-клоуны отгоняют других рыб, которые любят полакомиться актиниями. Таким образом, оба организма получают взаимную выгоду от этого соседства. Разновидность такого вида мутуализма — когда один вид кормит другой: например, человек выращивает сельскохозяйственные растения и рогатый скот; муравьи выращивают грибы. Мутуализм играет важную роль также в круговороте азота в природе. В атмосфере азот находится в основном в свободной форме — в виде молекул N2. Растения могут усваивать азот только в связанном виде (в виде атомов). Связывание азота происходит под воздействием некоторых видов бактерий, которые находятся с растениями в отношениях мутуализма. Наглядный пример этого симбиоза — клубеньки на корнях бобовых. При традиционном методе земледелия на поле вначале выращивают бобовые культуры, а потом запахивают их в землю, благодаря чему почва обогащается связанным азотом. Это способствует хорошему росту последующих посевов.
Верхний кувшин Непентес бикалкарата
Биологи обнаружили взаимовыгодное сотрудничество между обитающими на Борнео муравьями Camponotus schmitzi и насекомоядным растением непентес - Nepenthes bicalcarata. Это первый известный случай мутуализма между насекомыми и насекомоядным растением. Работа ученых опубликована в журнале PLoS ONE.
Непентес обитает на бедных питательными веществами торфяных болотах и вынуждено получать азот и другие элементы от насекомых, падающих в кувшин с пищеварительными ферментами. Оказывается, что в этом хищному растению помогают другие насекомые - муравьи. Ученые сравнили непентесы, заселенные и не заселенные муравьиными колониями. У растений сопоставили такие параметры как площадь листьев, их окраска, химический и изотопный состав. Оказалось, что в тех растениях, которые лишены соседей-муравьев, содержание азота в листьях было почти в три раза меньше, чем у тех, которые были заселены колониями. Фактически, растения, лишенные помощи соседей, постоянно находились в состоянии азотного голодания и не могли полноценно развиваться.
Для создания благопритных условий для муравьев Непентес бикалкарата активно поддерживает рН пищеварительной жидкости своего кувшина на менее кислотном уровне , чем у других видов Nepenthes, к тому же эта пищеварительная жидкость менее вязкая. Муравьи Camponotus schmitzi научились передвигаться по поверхности жидкости и даже находиться под водой до 30 с. Они предотвращают побег, попавших в кувшин жертв, очищают перистом от грибковой гифы, истребляют долгоносиков, которые угрожают здоровью кувшинов, а так же поедают или транспортируют из кувшина большую добычу, которую кувшин не в силал переварить, тем самым, спасая кувшин, предотвращая гниение добычи. Но самая главная услуга муравьев для цветка заключалась в том, что насекомые оставляли свои продукты жизнедеятельности растению и, таким образом, подкармливали его. Большую часть азота, как показал изотопный анализ, непентес получал именно от муравьев.
A) Рабочий муравей schmitzi поедает нектар, B) Муравьи schmitzi в засаде (прячутся под перистомом кувшина), C) Муравьи schmitzi ухаживают за перистомом, D) Долгоносики - питаются молодой почкой кувшина Н. бикалкарата, E) Личинки муравьев schmitzi в усике Н.бикалкарата
Муравьи Camponotus schmitzi гнездятся исключительно в усиках N. bicalcarata и редко селятся на растениях других видов непентес. Этот вид муравьев полностью зависит от N. bicalcarata в плане еды и места жительства. Nepenthes bicalcarata , с другой стороны, способен выживать и размножаться без присутствия муравьев; это по сути факультативный мутуализм. Муравьи, вероятно, предпочитают верхние кувшины и редко колонизируют нижние кувшинов. Это связано с тем, что наземные кувшины периодически погружены в воду во время сильных дождей. Затопление гнездовой камере муравьев может привести к гибели колонии муравьев, особенно развивающихся яиц, личинок и куколок.
Заселение усика кувшина колонией муравьев schmitzi
NEPENTHES - ВИДЫ
