لنشر النباتات على أوسع نطاق ممكن ، غالبًا ما تستخدم النباتات مساعدة الحيوانات. في حالات أخرى ، بما في ذلك أشجار الفاكهة المزروعة ، تبتلع الحيوانات آكلة اللحوم وتنبت بعد مغادرة جسم الحيوان مع البراز أو التجشؤ.

ومع ذلك ، لا يتم توزيع البذور عن طريق الفقاريات فقط ؛ دور النمل عظيم أيضًا.

النمل - الموزعون البذور

بدأ علماء الأحياء للتو في فهم الآليات المتخصصة التي تضع النمل بين العوامل الرئيسية في انتشار النباتات في جميع أنحاء العالم. توجد النباتات التي يستقر فيها النمل في أنظمة بيئية مختلفة في جميع القارات باستثناء القارة القطبية الجنوبية. الآن أكثر من 3000 نوع من النباتات المزهرة من 60 عائلة معروفة ، تنتشر بهذه الطريقة ، ويتم تجديد هذه القائمة بالكامل.

بين النباتات والنمل يحمل بذوره ، يتم تشكيل التبادل الحقيقي ، أي العلاقات المفيدة للطرفين. نشأت التبادلية بشكل مستقل في العديد من مجموعات النباتات ، والتي ، على ما يبدو ، يمكننا التحدث عن القوي ، المتكرر بشكل متكرر أثناء تطور ضغط الاختيار ، مما يساهم في ظهوره. إن موضوع الانتقاء الطبيعي المرتبط بالتبادل بين النباتات والحيوانات ، وتطور العلاقات بين الأنواع من هذا النوع والفوائد البيئية التي خلقتها هي موضوع هذه المقالة.

آليات توزيع البذور بمشاركة النمل

هناك آليتان مختلفتان لتوزيع بذور النباتات بمشاركة النمل. الأول بسبب عدم كمال سلوك النمل المفترس ، الذي يجمع كميات كبيرة من البذور ويسحبها إلى أعشاشها ، ثم يأكلها. تفقد هذه الحشرات بعض بذورها على طول الطريق ، ويتم وضع بعضها في غرف التخزين تحت الأرض ، ولكن بعد ذلك لا يزورونها. تنبت هذه البذور ويظهر النبات في أماكن جديدة.

نظرًا لأن النمل يأكل مع ذلك بذورًا أكثر مما يسقط أو يختبئ بشكل غير ناجح ، فإن الآلية الموصوفة أكثر فائدة للنمل من النباتات التي تفقد الجزء الأكبر من البذور. لذلك ، يجب أن يعزى انتشار البذور بواسطة النمل المفرد إلى الآثار الجانبية لتغذية البذور ، وليس إلى التبادل. يقتصر تأثير هذه الآلية بشكل حصري تقريبًا على المناطق القاحلة.

Mirmekohoriya

سنهتم بالآلية الثانية لتوزيع البذور ، والتي تختلف اختلافًا جوهريًا عن الآلية الأولى والأكثر أهمية في الطبيعة. تشارك النباتات في هذه الآلية ، التي يتطور فيها ما يسمى الإليوسومات - التكوينات المحتوية على الدهون المجاورة للبذرة أو المرتبطة بها. تعمل الإليوسومات كطعم للنمل ، وهي تحمل البذور مع الإليوسومات إلى عشها. هناك ، يأكل سكان المستعمرة الإليوسوم ، ويتخلصون من البذور دون الإضرار بها.

في الوقت نفسه ، لا يضطر النبات للتضحية ببذوره لإطعام النمل. يمكن اعتبار هذه العلاقات ، التي تسمى myrmecochoria (من "myrmex" اليونانية - النمل و "جوقة" - التقدم والانتشار) ، تبادلية حقيقية ، لأنها مفيدة لكل من النمل وسحب البذور والنباتات التي تشكل الإليوسومات.

تطور Eliosome

أثناء التطور ، ظهرت الإليوسومات كطعم للنمل بشكل متكرر في عائلات نباتية مختلفة. وهي شائعة جدًا في الغطاء النباتي للغابات الرطبة في أوروبا وشرق أمريكا الشمالية ، ومجتمعات الشجيرات الجافة في شرق أستراليا ، والمجتمعات النباتية في الجنوب الأفريقي.

في معظم الأحيان في الأسرة ، يتم انتشار بعض الأنواع فقط عن طريق النمل. على سبيل المثال ، في الجنس الهائل من Carex sedges ، يوجد عدد قليل فقط من الأنواع التي تحتوي على الإليوسومات التي توفر ، كما هو موضح ، نثر البذور بواسطة النمل. يتم تسوية العديد من الأنواع الأخرى من نفس الجنس باستخدام الماء أو الفقاريات.من بين نباتات جنس Trillium ، التي تتميز بالزهور الكبيرة ، في عدد من الأنواع ، تم تجهيز البذور بـ eliosomes وانتشرت عن طريق النمل ، بينما في أشكال أخرى تكون الثمار لحمية ويحدث الاستيطان من خلال الفقاريات. تُظهر هذه الأمثلة المأخوذة من مجموعات بعيدة جدًا من الناحية الوراثية ، أن myrmecochoria يمكن أن تنشأ بشكل مستقل داخل جنس معين.

انتشار myrmecochoria

تمت دراسة أول myrmecochoria بالتفصيل من قبل عالم النبات يوهان روتجر سيرناندر من جامعة أوبسالا في السويد ؛ في عام 1906 ، نشر مراجعة لنباتات myrmecochore للنباتات الأوروبية. باستخدام نهج تجريبي كمي ، أثبتت Cernander الأهمية الكبيرة لمر- mechoria لمعظم أنواع النباتات الأوروبية. أظهرت نتائج العديد من تجاربه الميدانية مع أنواع نباتية مختلفة أنه مع إمكانية الاختيار ، يفضل النمل البذور ذات الإليوسومات.

على الرغم من أن دراسة نباتات myrmecochora بدأت في أوروبا ، سرعان ما فحص علماء النبات الغطاء النباتي للقارات الأخرى. تدريجيا ، تمت إضافة نباتات أمريكا الشمالية والجنوبية إلى قائمة myrmecochores. في أوروبا وأمريكا الشمالية ، معظمها نباتات عشبية من غابات متساقطة الأوراق متساقطة الأوراق (كان سيرناندر أول من لاحظ هذا النمط). في أمريكا اللاتينية ، قام النمل بنشر بذور العديد من الأعشاب ، والنباتات ، والكروم في الغابات المطيرة الاستوائية.

Mirmecochores كثيرة بشكل خاص في أستراليا وجنوب أفريقيا ، حيث يتم تمثيلها بشكل رئيسي بالشجيرات ذات الأوراق الصلبة التي تنمو على التربة القاحلة الفقيرة بالمغذيات. في عام 1975 ، نشر R. Berg من جامعة أوسلو نتائج بحثه ، والتي بموجبها في أستراليا يتم توزيع حوالي 1.5 ألف نوع من 87 جنسًا من النباتات بمشاركة النمل. في مجتمعات نباتية محددة في جنوب أفريقيا ، تسمى "finbosh" ، هناك أكثر من ألف نوع من أنواع myrmecochor. ستقوم الدراسات الجارية للعالم الحي للمناطق الاستوائية بتجديد هذه القائمة بشكل كبير بلا شك.

تنوع الإليوسومات

يتوافق التنوع التصنيفي للنباتات ذات الإليوسومات مع أكبر تشكيلة من الأنسجة النباتية التي تحولت إلى هياكل لجذب النمل. في عدد من الأنواع ، على سبيل المثال ، Dicentra cucullaria ، يتكون الإليوسوم من جزء متضخم من معطف البذور. في الأنواع الأخرى ، لا سيما في عشبة الكبد المزهرة في الربيع التي تنمو في شرق أمريكا الشمالية ، تنشأ الإليوسومات من جزء من جدار المبيض المحيط بالبذور. في جنس Carex ، تنشأ zlyosomes من أنسجة ممزقة تحيط بالمبيض. تُعرف الحالات عندما تتحول بعض الأعضاء الأخرى للنباتات المزهرة إليوسومات.

إن تنوع أصل الإليوسومات هو مثال جيد للتطور المتقارب ، يوضح كيف يمكن تحويل هياكل الأشكال والوظائف المختلفة في عملية الانتقاء الطبيعي والحصول على نفس الغرض من وجهة نظر بيئية. في حالة الإليوسومات ، تتحول أنسجة النبات التي لعبت في البداية دور الحماية ضد الحشرات البلعومية أو عوامل أخرى ، بعد أن خضعت لتغيرات كيميائية حيوية وهيكلية ، إلى طعوم غذائية للنمل.

تكوين الإليوسوم

تتكون الإليوسومات من خلايا شديدة التحور تحتوي على فجوات كبيرة - تجاويف مغلقة بغشاء مملوءة بمزيج من المغذيات المختلفة. بعد دراسة مجموعة واسعة من نباتات myrmecochore ، أثبت A. Brzezinski من جامعة ميونيخ أن الإليوسومات تحتوي على مجموعة غنية من الدهون والأحماض الدهنية والمواد الأخرى اللازمة للحيوانات. لذا يمكن للنمل استخدام الإليوسومات كطعام.

معظم النمل آكل اللحوم: يأكلون الحشرات والمواد النباتية والحيوانية المختلفة الموجودة على سطح التربة. يجب أن تحاكي الإليوزومات والبذور المرتبطة بها أنسجة حيوانية كيميائيًا ، مما يؤدي إلى انتزاع النمل لها.

الغذاء السحر للنمل

يمكن أن تشتمل الإليوسومات أيضًا على مكونات كيميائية أخرى تسبب تفاعلات سلوكية للبحث عن النمل. مارشال من جامعة نيومكسيكو وزملائها عزلوا مادة معينة ، الدهون القطبية 1،2-ديولين ، وهي مادة جذابة للنمل ، من إيليوسوم البنفسج الأوروبي المعطر (Viola odorala). تم العثور على مركب مماثل في إليوسومات شجرتين أستراليتين - Acacia myrtifolia و Teratheca stenocarpa.

إن قيمة هذه المواد للنمل ليست واضحة تمامًا بعد ، ولكن وجودها في نبات المر-ميشور على الجوانب المقابلة من العالم يشير إلى وجود تطور متقارب. بالإضافة إلى ذلك ، يشير هذا التشابه إلى افتراض مثير للاهتمام مفاده أن الإليوسومات في النمل يمكن أن تسبب ليس فقط رد فعل جمع الطعام ، ولكن أيضًا أنواع السلوك الخلقية الأخرى. لذا ، من المعروف أن حمض الأوليك يحث بعض النمل على إزالة الحيوانات النافقة من العش. من الممكن أن يحمل النمل الإليوسومات التي تحتوي على هذه المادة لنفس السبب.

التوزيع الفعال للبذور في myrmecochores

بالإضافة إلى الطعوم الغذائية - eliosomes - تحتوي نباتات myrmecochore أحيانًا على أجهزة مورفولوجية أخرى تسهل دخول البذور إلى الأماكن التي يزورها النمل. في بعض النباتات ، تكون السيقان والبراعم التي تحمل الثمار رقيقة ومرنة للغاية بحيث عندما تنضج البذور ، تنحني تقريبًا إلى الأرض ، في طريق البحث عن النمل.

خضعت نباتات أخرى لتغيرات شكلية أعمق. على سبيل المثال ، في Carge umbellate sedge ، يتم تقصير البراعم الحاملة للزهور جدًا وتنضج البذور (جنبًا إلى جنب مع الأنسجة المحيطة بها) على الأرض نفسها ، بحيث تظل دائمًا في المستوى الذي يبحث فيه النمل عن طعامها.

إن التغيرات المورفولوجية في Trillium petiolatum ، التي تنمو في غرب أمريكا الشمالية ، أكثر وضوحًا. معظم أنواع جنس Trillium لها زهرة واحدة وثلاث أوراق تقع على قمة ساق عالية (حتى 30 سم). وفي Trillium petiolatum ، تتشكل زهرة كبيرة ملحوظة قريبة جدًا من الأرض ، وهناك بذور مجهزة بمورقات تنضج في مكان يسهل الوصول إليه للنمل.

بالإضافة إلى ذلك ، إذا كانت Trillium petiolatum ، مثل الأنواع الأخرى من نفس الجنس ، تحتوي على أوراق مغمورة تحت زهرة ، لكانت ظهرت مباشرة على سطح التربة. ومع ذلك ، في هذا النوع ، على الرغم من أن الأوراق تعلق على الساق في المكان المعتاد ، أي تحت الزهرة ، فإن شفرات الأوراق تجلس على نهاية أعناق طويلة ترفع الأوراق فوق الزهرة بحيث تكون أكثر ملاءمة لعملية التمثيل الضوئي. باختصار ، يتم عكس "العمارة" النموذجية لجنس Trillium للنبات. من أجل تقديم تفسير تطوري معقول لهذا النوع من T. petiolatum ، ينبغي الافتراض أن توزيع البذور من قبل النمل يوفر فوائد هائلة.

لتوزيع البذور بشكل أكثر كفاءة في myrmecochores ، قد تتغير أيضًا أوقات النضج. في المناطق المعتدلة في معظم هذه النباتات ، تنضج البذور والإليوسومات في أوائل الربيع. في هذا الوقت ، جثث الحشرات ، التي غالباً ما تشكل أساس النظام الغذائي للنمل ، أقل شيوعًا بكثير من الصيف ، عندما يزداد عدد الحشرات عدة مرات. وبالتالي ، فإن النباتات التي تظهر فيها الإليوسومات الناضجة في الربيع ستواجه منافسة أقل على اهتمام النمل بحثًا عن الطعام ، وسيتم نقل بذورها في كثير من الأحيان أكثر من الصيف أو الخريف.

يمكن تفسير هيمنة الربيع Myrmecochores من خلال عمل الانتقاء الطبيعي ، الذي فضل النضج المبكر للبذور والإليوسومات. بالطبع ، يمكن لعوامل أخرى أن تساهم أيضًا في ارتفاع معدل التمثيل الغذائي للنباتات العشبية الحرجية في أوائل الربيع - على وجه الخصوص ، وفرة ضوء الشمس على مستوى الأرض قبل أن تفتح تيجان الأشجار. من الممكن أن تكون خصوصيات النمل تبحث عن عامل إضافي فقط لضغط الانتقاء ، مما يعزز تطور نباتات myrmecochora في أوائل الربيع.

النمل قطف البذور

يشكل النمل الذي يجمع البذور مجموعة "متنقلة". من الواضح أن العديد منها ، من خلال عدد من العلامات ، يجب أن يكون لاحمًا. أظهر ك. هورويتز من جامعة ميامي ، على سبيل المثال ، أن بذور كالاثيا في جنوب المكسيك تحملها النمل من أجناس Odontomachus و Pachyeondyla ، التي لديها لسعات قوية ومسامير كبيرة للتعامل مع الفريسة الحية.

ومع ذلك ، يقوم هؤلاء النمل بجمع البذور بنشاط كبير ويحملونها إلى عشهم ، حيث يفصلون الإليوسومات عن البذور ويطعمونها إلى اليرقات. قد يتبين أن بعض المركبات الكيميائية الموجودة في الإليوسومات هي نفس المنبه الذي يمتلكه النمل.

أنواع بذور النمل المنتشرة

تنتشر البذور وممثلي العديد من الأجناس الأخرى. في غابات المنطقة المعتدلة في أوروبا وأمريكا الشمالية ، عادة ما تكون هذه هي الفورميكا ، Myrmica ، و Aphaenogaster ، في حين تلعب أنواع من جنس Rhyti-doponera و Pheidole و Iridomyrmex الدور الأبرز على تحوطات جنوب شرق أستراليا. حتى مثل هذه النمل المفعم بالحبوب التي تأكل الحبوب مثل Messor و Pogonomyrmex و yeromessor ، في ظل ظروف معينة ، كما اتضح ، تعمل كحاملة للبذور.

مع طريقة المر- mechor لتسوية النبات ، فإن المعنى المباشر هو جذب أكبر عدد ممكن من النمل المختلفة. كقاعدة عامة ، يتم العثور على عدد قليل جدًا من أنواع النمل في نفس المكان ، لذلك إذا كان للنبات طريقة لجذب واحد منهم فقط ، فمن الواضح أنه يفقد العديد من الفوائد. في الواقع ، من بين الآلاف من الأنواع المعروفة على مستوى العالم من الأنواع النباتية المعروفة للعلم ، لا يوجد أحد يمكن أن يقال بشكل مؤكد أنه يركز على نوع واحد من النمل.

وبالمثل ، لا يوجد دليل على تخصص أي نوع من النمل إلى نوع معين من نبات myrmecochor. يتناقض هذا النقص في التخصص بشكل حاد مع العلاقة واسعة النطاق للأنواع المحددة بين الحشرات والنباتات في المناطق الاستوائية ، والتي غالبًا ما تكون ذات أهمية كبيرة للتلقيح. في هذا الصدد ، ينبغي اعتبار ظاهرة myrmecochoria نتيجة لتطور النباتات ، وليس التطور المشترك للنباتات والحشرات. من "وجهة نظر" النمل ، يجب أن يكون الإليوسوم نفس الطعام الذي يجب إعادته إلى المنزل ، فقط في عبوة خاصة.

لماذا يوزع النمل البذور؟

بعد كل شيء ، حيث تنمو myrmecochores ، كقاعدة عامة ، تم العثور أيضًا على ممثلين عن العديد من مجموعات الحشرات الأخرى. ومع ذلك ، من أجل ضمان الانتشار الفعال للنباتات ، يلزم الحشرات التي تنقل البذور على مسافة كبيرة دون الإضرار بها. يتم تلبية هذا الشرط فقط من خلال الحشرات الاجتماعية ، التي تحمل الطعام في عشها ، ولا تأكله على الفور. عادة ، يقوم الأفراد العاملون بفحص وانتزاع بعض المناطق حول العش (عش النمل) ، ثم سحب كل شيء صالح للأكل لإطعام اليرقات. هذا هو السبب في تطور السلوك الاجتماعي بين النمل المسبق لهم (أي جعلهم مناسبين مقدمًا) للتوزيع الفعال للبذور.

يمتلك النمل أيضًا خصائص أخرى مناسبة لدور موزعي البذور. في معظم الموائل ، ينتمي النمل إلى معظم الحشرات. يبحثون بشكل مكثف عن الطعام على سطح التربة طوال فترة النباتات النباتية بالكامل ؛ بعد اكتشاف مصدر جديد للغذاء ، يقوم النمل بتعبئة الأفراد العاملين الآخرين لجمع أكبر قدر ممكن من الأعلاف ؛ إذا كان هناك مكان ، لا سيما غنية بالطعام ، يمكنهم حتى الانتقال إلى هناك مع العش بالكامل. كل هذه السلوكيات مفيدة للنباتات الشبيهة بالمر التي تسعى إلى توزيع بذورها.

منذ أن تم العثور على myrmecochoria في جميع أنحاء العالم في مجموعة متنوعة من الموائل ، تساءل علماء البيئة عما إذا كانت هناك أي أنماط مشتركة في المزايا التطورية التي تحصل عليها النباتات بسبب هذه الظاهرة. ومؤخرا ، كشف عدد من التجارب الميدانية والمخبرية كيف أن جاذبية البذور للنمل تزيد من بقاء وخصوبة أنواع نباتات myrmecochor.

فوائد النباتات من انتشار البذور بواسطة النمل

إن توسيع حدود النطاق هو الفائدة الرئيسية للنبات من انتشار البذور بواسطة النمل. غالبًا ما يحمل النمل البذور فقط متر أو مترين ، ولكن يتم تسجيل الحركات على مسافة 70 مترًا.لذلك بفضل النمل ، تحصل النباتات على فرصة لتعبئة مناطق جديدة. يقلل انتشار السكان من احتمالية انقراضه بسبب التغيرات المحلية في الموائل. يمكن لأي نوع من النمل أن يوفر هذه الميزة بغض النظر عن عاداته في بناء العش.

بفضل النمل ، قد تزداد فرص بقاء البذور أيضًا ، حيث يتم نقلها بعيدًا عن النبات الأم ولن يمنع ظلها نمو الشتلات. أجرى أحد مؤلفي الدراسة ، وهو المؤشر ، التجربة التالية. أعطت بذور رواسب Carex peduncula (أ ، تركت تحت النبات الأم ، الشتلات بثلاث أوراق فقط ، ومن البذور التي تم إزالتها من تحتها ، تطورت الشتلات بمتوسط ​​89 ورقة في نفس الوقت. أكثر غزارة: فقط أعطوا نباتات أزهرت في الصيف المقبل.

تقلل حركة البذور من النمل من التنافس ليس فقط بين الشتلات والنبات الأم ، ولكن أيضًا بين نباتات الأنواع المختلفة. لذلك ، في تجارب هاندز مع ثلاثة أنواع من Carex (كان أحدها Mirmekohor) ، التي نمت في موطن واحد ، تداخل وجود أغطية أخرى مع أنواع Myrmecohor ، ونما بشكل جيد فقط.

نظرًا لأن النمل المحلي كان مهتمًا فقط بالبذور ذات الإليوسومات ، فقد أخذوا بذور Mirmekochor الطبيعية في أعشاشهم. وبفضل هذا ، تمكنت أنواع نبات myrmechor من الاحتكار في تلك الموائل تلك المناطق التي يوجد فيها العديد من الأثرياء (على سبيل المثال ، في الخشب الفاسد). هنا لم يكن عليه أن يتنافس مع أنواع Carex الأخرى على الفضاء والضوء والمغذيات والموارد الأساسية الأخرى. ستكون Mirmekohoriya فعالة في حضور ممثلين عن العديد من الأجناس الأخرى ، التي تتنافس شتلاتها على "مكان في الشمس".

خسائر أكبر من المنافسة ، تعاني البذور والشتلات بسبب أكلها من قبل الحيوانات ، وخاصة الطيور والقوارض الصغيرة ، والتي تشكل البذور أساس النظام الغذائي. بالإضافة إلى ذلك ، كما يعلم أي بستاني ، فإن القواقع والرخويات تدمر الشتلات أيضًا.

في عدد من مناطق العالم ، تمت دراسة إمكانية أن وجود البذور في عش النمل يحميها من تناولها على الأقل من قبل بعض الحيوانات الآكلة للحبوب. وفقا للدراسات التي أجريت في غابات ولاية فرجينيا الغربية وفي المروج subalpine المروج. وضعت بذور كولورادو على منصات صغيرة ، محمية من اختراق النمل ، حتمًا تم تناولها تقريبًا خلال النهار. إذا لم يتم حظر النمل ، فإن البذور ذات الإليوسومات سرعان ما سقطت في مخازنها تحت الأرض. أظهر Turnbell من جامعة Macquarie في أستراليا أنه في Viola nuttallii ، التي تنمو في كولورادو ، تتوافق الديناميكيات الموسمية واليومية لإطلاق البذور مع فترات أقصى نشاط للنمل.

ربما يكون الوضع الأكثر إثارة للاهتمام هو تناول البذور في مجتمعات الخلنج والغابات في أستراليا ، حيث يكون العنصر النباتي السائد هو الشجيرات ذات الأوراق الصلبة (sclerophylls) ، كما أن شجيرات myrmecochor عديدة جدًا ، وكذلك الحيوانات آكلة اللحوم. من السخرية أن الأنواع الرئيسية التي تأكل الحبوب هنا هي النمل. استنادًا إلى نتائج أحد أحدث الأعمال التي قام بها L.Hughes (أيضًا من جامعة Macquarie) ، يعتمد مصير البذور الساقطة في مثل هذا المجتمع على من وجدها أولاً - نملة "مفيدة" تنقل البذور ، أو "ضارة" تأكلها. إذا كانت البذرة تحتوي على إيليوسوم ، فمن الأرجح أن تلتقطها النملة "المفيدة" قبل النمل "الضار".

تهديد آخر هو الحرائق. عظيم بشكل خاص هو دورها في النظم البيئية الأسترالية وجنوب أفريقيا مع غلبة الشجيرات. ومع ذلك ، فإن نباتات هذه المجتمعات لديها عدد من التعديلات للنجاة من الحرائق. العديد من الأنواع ، بما في ذلك بعض myrmecochores ، ليست مقاومة للحريق فقط ، ولكنها تحتاج إلى حرائق لتكاثرها.

تشير البيانات التي حصل عليها عدد من الباحثين الأستراليين بشكل مقنع إلى أن الانتقال إلى أعشاش النمل يحمي البذور من ارتفاع درجة الحرارة المميت أثناء الحرائق في مجتمعات الشجيرات. لكن بعض البذور التي يحملها النمل ليست قادرة على الإنبات دون تسخين تحت قاع معين. أظهرت الحفريات التي قامت بها نباتات النمل أن البذور مدفونة في أعماق مختلفة. من المحتمل أن يكون مثل هذا الترتيب في "مخازن الحبوب" مفيدًا للنباتات ، لأنه بفضل ذلك ، من المحتمل أن تظل البذور التي لم تشهد ارتفاعًا حادًا في درجة الحرارة المميتة ، ولكنها ساخنة بما يكفي للانبات ، في بعض الطبقات.

تأثير النمل على الظروف البيئية لتنمية الشتلات

على عكس الطيور والثدييات ، نثر البذور التي جاءت إليهم بشكل عشوائي تقريبًا في جميع أنحاء الإقليم ، يحملها النمل إلى أماكن محددة بدقة في مستعمرتهم ؛ تعمل هذه الميزة السلوكية أيضًا على تحسين بقاء البذور. لذلك ، في الغابات الرطبة باعتدال ، غالبًا ما يعشش النمل في جذوع متعفنة وجذوع ترتفع فوق مستوى الأرض. مثل هذه الأماكن أقل عرضة للفيضانات خلال فيضانات الربيع ، وبالتالي فهي مريحة للغاية للنمل والبذور.

كما هو الحال في أي مجتمع حيواني آخر (وإنسان) ، تتراكم القمامة في مستعمرة النمل. تحتوي "مقالب القمامة" النمل على بقايا الفريسة والفضلات وجثث الأفراد القتلى والكثير من المواد الأخرى (التي يستحيل أحيانًا تخمينها بشأن الغرض) ، والتي يلتقطها النمل ويسحبها دائمًا إلى المنزل. لنمو البذور والشتلات ، وخاصة الأنواع myrmecochore ، يمكن أن يكون الوصول إلى مكب مثل هذا مفيدًا جدًا.

غالبًا ما تكون النفايات العضوية غنية بالعناصر الغذائية اللازمة لنمو النبات (لذلك ، يرتب البستانيون أكوام السماد ، ويجلب المزارعون السماد إلى تربة المزارع). في أعشاش النمل ، غالبًا ما يكون تركيز المواد العضوية والنيتروجين والبوتاسيوم والفوسفور أعلى منه في التربة المحيطة. وبالتالي ، فإن حثالة مستعمرة النمل يمكن أن توفر الشتلات مع كمية صغيرة ، ولكن جاهزة للأكل ، من السماد ، وهو أمر ضروري للغاية للنبات في المراحل المبكرة من التطور ، والتي تكون حساسة بشكل خاص للظروف البيئية.

يتم تسهيل بقاء الشتلات أيضًا من خلال الخصائص الفيزيائية للتربة التي يقع عليها عش النمل ، والمناطق المجاورة. غالبًا ما يؤدي بناء النمل إلى جعل التربة أكثر مرونة وأفضل تهوية ، ويزيد من قدرتها على الاحتفاظ بالمياه. وفقًا لبعض الباحثين ، فإن الشيء الرئيسي الذي يعطي النبات نمل هو تلقي الكمية اللازمة من الماء للشتلة في وقت لا تزال جذوره صغيرة جدًا بحيث لا توفر الماء للنبات بشكل مستقل.

تجارب لتقييم دور myrmecochoria

لذلك ، من الواضح أن النمل يمكن أن يؤثر بشكل كبير على الظروف البيئية لتطوير الشتلات. من أجل تقييم دور نبات المر في التطور ، تم إجراء التجارب الميدانية حيث تم تتبع مصير مجموعتين من البذور ومقارنتها: تم نقل بعض البذور إلى العش من قبل النمل ، وزُرعت أخرى يدويًا في نفس الموئل. من بين التجارب الأولى من هذا النوع تمت دراسة نوعين من البنفسج في جنوب إنجلترا. بعد 3 سنوات ، عندما ظهرت البذور وظهرت الشتلات ، اتضح أن جميع النباتات الباقية تنتمي حصريًا إلى المجموعة التي مرت عبر عش النمل.

تم إجراء تجربة مماثلة مع نبات عمره عامين ، Corydalis aurea ، والذي يعطي البذور في السنة الثانية. وجد F. Hanzawa من كلية Grinnel College أن معدل بقاء الشتلات التي نبتت على الأثرياء وخارجها هو نفسه. ومع ذلك ، من بين شتلات المجموعة الأولى ، كانت نسبة الناجين من الشتاء والوصول إلى سن الإنجاب أعلى.أدى ذلك إلى حقيقة أنه في الجيل التالي تبين أن الفرق في العدد الإجمالي للبذور التي تشكلت من قبل النباتات من المجموعتين الأولى والثانية كان مهمًا للغاية: فقد تبين أن محصول البذور من النباتات التي مرت عبر عش النمل كان ضعف ما في المجموعة الضابطة.

نظرًا لأن الجيل الأول من البذور في مجموعات مختلفة كان هو نفسه تمامًا في الجيل الأول ، فمن الواضح أن عدد الذهب المتوج ، الذي يستغله النمل ، سوف ينمو بشكل أسرع بكثير من غياب النمل. من المرجح أن يفوز السكان الذين يتزايدون بسرعة بالمنافسة مع النباتات الأخرى على العناصر الغذائية ومساحة المعيشة والموارد الأخرى. وهكذا ، تشير بيانات هانزاوا إلى أن الظروف البيئية لتوزيع البذور ، بما في ذلك وجود النمل ، تؤثر على الإمكانات التطورية لسكان النباتات.

لذلك ، تعطي myrmecochoria مما لا شك فيه عددًا من المزايا لبعض أنواع النباتات. ولكن لم يثبت بعد بشكل مؤكد ما يفوز به النمل بالضبط في عملية هذا التفاعل. لنفترض ، من المعروف أن النمل يبحث عن النشطات بحثًا نشطًا عن الإليوسومات ، ويقضمها بسرعة من البذور ويطعمها لليرقات. لكن كيف يؤثر هذا السلوك على معدل نمو مستعمرة النمل يبقى أن نرى.

الجدير بالذكر هو أنه ليس كل النمل يشارك في توزيع البذور. عندما تمطر البذور من النبات ، فإن جزءًا صغيرًا فقط من العديد من أنواع النمل التي تسكن موطنًا معينًا تظهر اهتمامًا بالأيليوسومات. يجب أن يكون هناك تخصص معين بين النمل ، ولكن لا يزال من غير المعروف ما هي طبيعته - السلوكية والمورفولوجية والغذائية أو غيرها.

هذا هو السبب في أن توزيع البذور بواسطة النمل يمكن اعتباره نموذجًا مهمًا لدراسة مجموعة واسعة من التفاعلات بين النباتات والحيوانات ، والتي تبدو إلى حد ما غير متماثلة. من الواضح أن النباتات طورت تكيفات خاصة للتعامل مع النمل (أكثرها ملحوظة بين الشخصيات التكيفية هي الإليوسومات) ، لكن ما تتكون منه النمل المكتسبة هو أبعد ما يكون عن الوضوح.

على الرغم من أن myrmecochoria تبرر نفسها كآلية لتوزيع البذور ، إلا أنها في الوقت نفسه ليست موثوقة تمامًا. تعتبر العناصر الحيوية جذابة للنمل من مختلف المجموعات. ومع ذلك ، كما هو موضح من خلال التجارب مع Corydalis الذهبية ، لا تظهر الشتلات أبدًا في أعشاش بعض أنواع النمل. على ما يبدو ، يستخدم هذا النمل الإليوسومات مجانًا ، وربما يدمر البذور المرتبطة بها ، أو الشتلات.

بالإضافة إلى مثل هذا النمل السارق ، يوجد في أي موطن حوالي عشرة عوامل أخرى تؤثر على نجاح أو فشل myrmecochoria كآلية لتوزيع البذور. في بعض الأحيان تغمر مساكن النمل بسبب الأمطار. يمكن أن تؤدي الأوبئة الفطرية أو النشاط العنيف للمفترسات إلى تقويض سكانها. مع وفرة مصادر الطعام الأخرى ، قد لا تكون الاليوسومات جذابة للنمل. إذا كان على العديد من أنواع النباتات التنافس على الخدمة من قبل النمل ، فإن هذا الأخير قد يهمل البذور بأصغر الإليوسومات.

Mirmekohoriya - التبادل المشروط

نظرًا لأن كفاءة توزيع البذور من قبل النمل تختلف اختلافًا كبيرًا ، X. Cashman من جامعة Macquarie و J. Eddicott من Prov. اقترحت ألبرتا (كندا) أن myrmecohoria هو التبادل المشروط. في وقت أو آخر في مكان معين ، قد لا تعمل هذه الآلية ، اعتمادًا على الظروف السائدة ، بشكل فعال للغاية.

ومع ذلك ، إذا تم استيفاء جميع الشروط ، فإن فوائد myrmecochoria لكل من النباتات والنمل مهمة للغاية. وهذه الفوائد كبيرة جدًا لدرجة أن ضغط الاختيار يحتفظ بالسمات اللازمة للحفاظ على أنواع السلوك المناسبة.

بمجرد أن تنمو قائمة نباتات المر المر المعروفة طوال الوقت ، من المأمول أن تتوسع معرفة دور هذه الآلية لتسوية النباتات في الكائنات الحية العالمية. سوف تساعد أيضًا الدراسات الإضافية على الفوائد الناتجة عن myrmecochoria للنباتات والنمل في توضيح العلاقات التبادلية وعواقبها التطورية.