כדי להפיץ את זרעיהם בצורה רחבה ככל האפשר, צמחים משתמשים לרוב בעזרת בעלי חיים. באחרים, כולל עצי פרי מעובדים, זרעים נבלעים על ידי טורפים ונובטים לאחר שהם עוזבים את גופת החיה בצואה או גיהוק.
עם זאת, זרעים אינם מופצים רק על ידי בעלי חוליות; תפקידם של הנמלים גדול גם בזה.
נמלים - מפיצי זרעים
הביולוגים רק מתחילים להבין את המנגנונים המתמחים שמכניסים נמלים בין הגורמים העיקריים להתפשטות הצמחים ברחבי העולם. צמחים מיושבים על ידי נמלים נמצאים במערכות אקולוגיות שונות בכל היבשות למעט אנטארקטיקה. כעת ידועים למעלה מ- 3000 מינים של צמחים פורחים מתוך 60 משפחות, שמתפשטים בדרך זו, והרשימה הזו מחדש כל כולה.
בין צמחים ונמלים הנושאים את זרעיהם נוצר הדדיות אמיתית, כלומר יחסים מועילים הדדית. הדדיות עלתה באופן עצמאי בכל כך הרבה קבוצות של צמחים, שככל הנראה ניתן לדבר על לחץ הברירה החזק, שחזר שוב ושוב במהלך האבולוציה, מה שתרם להופעתו. תהליך הבחירה הטבעית הקשורה להדדיות בין צמחים לבעלי חיים, התפתחות מערכות יחסים בין-ספציפיות מסוג זה והיתרונות הסביבתיים הנוצרים על ידיהם הנו נושא המאמר הזה.
מנגנונים של חלוקת זרעים בהשתתפות נמלים
ישנם שני מנגנונים שונים להפצת זרעי צמחים בהשתתפות נמלים. הראשונה נובעת מחוסר שלמות בהתנהגותם של נמלים מהודקות, שאוספות כמויות גדולות של זרעים וגוררות אותם לקן שלהם ואז אוכלות אותם. חרקים אלה מאבדים חלק מזרעיהם לאורך הדרך, וחלקם מוחדרים לחדרי מחסן תת-קרקעיים, אך אז הם לא מבקרים בהם. זרעים כאלה נובטים והצמח מופיע במקומות חדשים.
מכיוון שנמלים בכל זאת אוכלות יותר זרעים מכפי שהן נופלות או מסתירות ללא הצלחה, המנגנון המתואר מועיל הרבה יותר לנמלים מאשר לצמחים שמאבדים את עיקר הזרעים. לפיכך יש לייחס את התפשטות הזרעים על ידי נמלים מקדמות לתופעות הלוואי של תזונת הזרעים, ולא להדדיות. השפעתו של מנגנון זה מוגבלת כמעט אך ורק לאזורים צחיחים.
Mirmekohoriya
אנו נהיה מעוניינים במנגנון השני של חלוקת הזרעים, השונה באופן מהותי מהראשון וחשוב הרבה יותר לטבע. צמחים משתתפים במנגנון זה, בו מתפתחים מה שנקרא אליוזומים - תצורות המכילות שומן הסמוכות לזרע או מחוברות אליו. אליוסומים משמשים כפיתיון לנמלים, והם נושאים את הזרעים יחד עם האליוזומים לקן שלהם. שם אוכלים תושבי המושבה את האליוסום, ומשליכים את הזרע מבלי לפגוע בו.
יחד עם זאת הצמח אינו צריך להקריב את זרעיו כדי להאכיל את הנמלים. מערכות יחסים כאלה, המכונות "מירקמוכוריה" (מה"מירמקס "היווני - נמלה ו"פזמון" - התקדמות, התפשטות), יכולות להיחשב ככל הנראה כהדדיות אמיתית, מכיוון שהן מועילות הן לנמלים שגוררות זרעים והן לצמחים היוצרים אליוזומים.
אבולוציה אליוסומית
במהלך האבולוציה הופיעו שוב ושוב אליוזומים כפיתיון לנמלים במשפחות צמחים שונות. הם נפוצים מאוד בצמחיית היערות הלחים של אירופה ומזרח אמריקה הצפונית, בקהילות השיחים היבשים של מזרח אוסטרליה, וגם בקהילות הצמחים בדרום אפריקה.
לרוב במשפחה, רק מינים מסוימים מופצים על ידי נמלים. לדוגמא, בסוג העצום של משקעי Carex, רק במינים מעטים יש אליוסומים המספקים, כפי שהוכח, פיזור זרעים על ידי נמלים. מינים רבים אחרים מאותו הסוג מיושבים באמצעות מים או בעלי חוליות.בין צמחים מהסוג Trillium המובחנים על ידי פרחים גדולים, במספר מינים הזרעים מצוידים באליוזומים ומתפשטים על ידי נמלים, בעוד שבצורות אחרות הפירות הם בשרניים והתיישבות מתרחשת דרך חוליות. דוגמאות אלה, שנלקחו מקבוצות מרוחקות מאוד מבחינה פילוגנטית, מראות כי מירקמקוכוריה יכולה להתעורר באופן עצמאי בתוך סוג מסוים.
התפשטות המירמקוכוריה
המירמקוחוריה הראשונה נחקרה בפירוט על ידי הבוטנאי יוהאן רוטגר סרננדר מאוניברסיטת אופסלה בשבדיה; בשנת 1906 פרסם סקירה של צמחי myrmecochore של הצומח האירופי. באמצעות גישה ניסיונית כמותית, קברננדר קבע את החשיבות הגדולה של מירורה-מכוריה לרוב סוגי הצמחייה האירופיים. תוצאות ניסויי שדה רבים עם מיני צמחים שונים הראו כי עם אפשרות הבחירה נמלים מעדיפות זרעים עם אליוזומים.
אף על פי שהמחקר של צמחי myrmecochora החל באירופה, בוטנאים בדקו עד מהרה את הצמחייה של יבשות אחרות. בהדרגה נוספו צמחים של צפון ודרום אמריקה לרשימת הנגעים. באירופה ובצפון אמריקה, רובם צמחים עשבוניים של יערות נשירים נשירים לחים (סרננדר היה הראשון שהבחין בדפוס זה). באמריקה הלטינית, נמלים הפיצו זרעי עשבים רבים, אפיפיטים וגפנים של יער הגשם הטרופי.
Mirmecochores הם רבים במיוחד באוסטרליה ובדרום אפריקה, שם הם מיוצגים בעיקר על ידי שיחים בעלי קפיצות עלים שגדלים על קרקעות צחיחות דלות בחומרים מזינים. בשנת 1975 פרסם ר 'ברג מאוניברסיטת אוסלו את תוצאות מחקריו, לפיהם באוסטרליה מופצים כ -1.5 אלף מינים מ -87 ז'אנרים של צמחים בהשתתפות נמלים. בקהילות הצמחים הספציפיות של דרום אפריקה, המכונות "פינבוש", ישנם יותר מאלף מינים של מירקוחורה. המחקרים המתמשכים על עולם החי של הטרופיים, ללא ספק יחדשו משמעותית את הרשימה הזו.
גיוון של אליוסומים
המגוון הטקסונומי של צמחים בעלי אליוזומים תואם למגוון הרחב של רקמות צמחים שהפכו למבנים למשיכת נמלים. במספר מינים, למשל Dicentra cucullaria, נוצר אליוסום מחלק מגודל של מעיל הזרע. במינים אחרים, בפרט בייבי כבד פורחים האביב הגדלים במזרח אמריקה הצפונית, אליוסומים מגיעים מחלק מקיר השחלה המקיף את הזרע. בסוג ה- Carex, זליוזומים נובעים מרקמת שבר העוטפת את השחלה. מקרים ידועים כאשר איברים אחרים של צמחים פורחים הופכים לאליוזומים.
המגוון של מקור האליוזומים הוא דוגמה טובה להתפתחות מתכנסת, המדגים כיצד ניתן לשנות מבנים של צורות ופונקציות שונות בתהליך הבחירה הטבעית ולרכוש את אותה מטרה מנקודת מבט סביבתית. במקרה של אליוזומים, רקמות צמחיות שמילאו בתחילה את תפקיד ההגנה מפני חרקי פיטופאגים או גורמים אחרים, שעברו שינויים ביוכימיים ומבניים, הפכו לפיתיונות מזון לנמלים.
הרכב האליוסום
אליוסומים מורכבים מתאים שעברו מוטציה גבוהה המכילים חלל ריקים גדולים - חללים המוקפים בקרום מלא בתערובת של חומרים מזינים שונים. לאחר שבחן מגוון רחב של צמחי myrmecochore, א 'בז'זינסקי מאוניברסיטת מינכן קבע כי האליוזומים מכילים קבוצה עשירה של שומנים, חומצות שומן וחומרים אחרים הנחוצים לבעלי חיים. אז נמלים יכולות להשתמש באליוזומים כמזון.
מרבית הנמלים אוכלות כל אוכל: הן אוכלות חרקים וחומרים צמחיים ובעלי חיים שונים הנמצאים על פני האדמה. אליוזומים וזרעים המחוברים אליהם חייבים לחקות כימית רקמת בעלי חיים, הגורמת לנמלים לתפוס אותן.
פתיונות מזון לנמלים
אליוסומים עשויים לכלול גם מרכיבים כימיים אחרים הגורמים לתגובות התנהגותיות של אנלים. ד. מרשל מאוניברסיטת ניו מקסיקו ועמיתיה מבודדים חומר ספציפי, הליפיד הקוטבי 1,2-דיולין, המהווה משיכה עבור נמלים, מהאליוסומים של סגול אירופי ריחני (ויולה odorala). תרכובת דומה נמצאה באליוסומים של שני שיחים אוסטרלים - Acacia myrtifolia ו- Teratheca stenocarpa.
ערכם של חומרים אלו עבור נמלים אינו ברור עדיין לחלוטין, אך נוכחותם בצמחי מירור בצדדים מנוגדים של העולם מרמזת על התרחשות התכנסות. בנוסף, דמיון זה מרמז על הנחה מעניינת כי אליוזומים יכולים לגרום לנמלים לא רק לאסוף מזון, אלא גם להתנהגויות מולדות אחרות. אז ידוע כי חומצה אולאית גורמת לנמלים מסוימות להוציא חיות מתות מהקן. יתכן כי אליוזומים המכילים חומר זה נסחפים על ידי נמלים מאותה סיבה.
חלוקת זרעים אפקטיבית במירכוכוריות
בנוסף לפיתיונות מזון - אליוסומים - לצמחי המירקוקור יש לפעמים גם מכשירים מורפולוגיים אחרים המאפשרים כניסת זרעים למקומות בהם ביקרו נמלים. בחלק מהצמחים הגבעולים והקלעים הנושאים את הפירות הם כל כך דקים וגמישים, שכאשר הזרעים מבשילים, הם מתכופפים כמעט אל האדמה, כשהם בדרך לאיתור נמלים.
צמחים אחרים עברו שינויים מורפולוגיים עמוקים יותר. לדוגמא, בשקע הקברקסי של ה- Carex, הקלע הנושא את הפרחים מתקצר מאוד והזרעים (יחד עם הרקמות המקיפות אותם) מבשילים על האדמה עצמה, כך שהם תמיד נשארים ברמה בה הנמלים מחפשות את האוכל שלהן.
שינויים מורפולוגיים ב- Trillium petiolatum, הגדל במערב אמריקה הצפונית, בולטים עוד יותר. לרוב המינים של הסוג טריליום יש פרח אחד ושלושה עלים הממוקמים בראש גבעול גבוה (עד 30 ס"מ). וב- Trillium petiolatum נוצר פרח גדול ומורגש קרוב מאוד לאדמה, ושם זרעים המצוידים באליוזומים מבשילים במקום נגיש לנמלים.
בנוסף, אם Trillium petiolatum, כמו מינים אחרים מאותו הסוג, היו בעלי עלים עטופים תחת פרח, הם היו מופיעים ישירות על פני האדמה. עם זאת, במין זה, למרות שהעלים נצמדים לגבעול במקום הרגיל, כלומר מתחת לפרח, להבי העלים יושבים על קצה של פטוטרות ארוכות שמרימות את העלים מעל הפרח כך שיהיו נוחים יותר לפוטוסינתזה. בקיצור, "הארכיטקטורה" האופיינית של סוג Trillium של הצמח מתהפכת. על מנת לספק הסבר אבולוציוני סביר לצורה זו של T. Petiolatum, יש להניח כי חלוקת זרעים על ידי נמלים מספקת יתרונות עצומים.
להפצת זרעים יעילה יותר במירכוכוריות, זמני ההבשלה שלהם עשויים להשתנות גם הם. באזורים ממוזגים ברוב הצמחים הללו, זרעים ואליוזומים מתבגרים בתחילת האביב. נכון לעכשיו גוויות חרקים, המהוות לרוב את הבסיס לתזונה של נמלים, נפוצות הרבה פחות מאשר בקיץ, כאשר מספר החרקים גדל פעמים רבות. כך, צמחים בהם מופיעים אליוסומים בוגרים באביב יחוו פחות תחרות על תשומת הלב של נמלים מזויפות, וזרעיהם יועברו לעיתים קרובות יותר מאשר בקיץ או בסתיו.
את השכיחות של Myrmecochores האביב ניתן להסביר על ידי פעולת הברירה הטבעית, שהעדיפה את ההבשלה המוקדמת של זרעים ואליוזומים. כמובן שגורמים אחרים יכולים לתרום גם לשיעור חילוף החומרים הגבוה של צמחי עשבוני יער בתחילת האביב - בפרט, שפע אור השמש בגובה הקרקע לפני שכתרי העץ נפתחים. יתכן כי המוזרויות של יצור נמלים מהווים רק גורם נוסף ללחץ הבחירה, מה שמשפר את התפתחותם של צמחי myrmecochora בתחילת האביב.
נמלים קוטפות זרעים
הנמלים שאוספות זרעים מהוות קבוצה "מוטחת" למדי. רבים מהם, אם לשפוט על פי מספר סימנים, צריכים להיות אכילים. ק. הורביץ מאוניברסיטת מיאמי הראה, למשל, שבדרום מקסיקו, זרעי קלתאה נשאים על ידי נמלים מהסוגות אודונטומאכוס ופאצ'יונדילה, שיש בהן עקיצות עוצמתיות ומנדבלים גדולים להתמודדות עם טרף חי.
אף על פי כן, נמלים אלו אוספות זרעים באופן פעיל מאוד ונושאות אותן לקן שלהן, שם הן מפרידות את האליוזומים מהזרעים ומאכילות אותן לזחלים. יתברר שכמה תרכובות כימיות הכלולות באליוזומים הם אותו גירוי לנמלים כמו שיש להם.
סוגי נמלים המפיצות זרעים
זרעים מורחים ונציגים של ז'אנרים רבים אחרים. ביערות האזור הממוזג של אירופה וצפון אמריקה, לרוב מדובר בפורמייקה, מירמיקה ואפנוגסטר, ואילו מינים מהסוגות Rhyti-doponera, Pheidole ו- Iridomyrmex ממלאים את התפקיד הבולט ביותר על גדר דרום מזרח אוסטרליה. אפילו נמלים מקדדות כאלה, בדרך כלל אוכלות תבואה כמו מסור, פוגונומירמקס וירומסור, בתנאים מסוימים, כך התברר, משמשות כנשאי זרעים.
בשיטת מירור-מכור ליישוב הצמח, התחושה הישירה היא למשוך כמה שיותר נמלים שונות. ככלל, לא מעט מינים של נמלים נמצאים באותו מקום, כך שאם לצמח יש שיטה למשוך רק אחד מהם, ברור שהוא מאבד יתרונות רבים. למעשה, מבין אלפי המינים המוכרים בעולם כולו של מיני צמחים המוכרים למדע, אין אף אחד שעליו ניתן לומר בוודאות שהוא מכוון לכל קלשון נמלים אחד.
באופן דומה, אין שום עדות להתמחות של מין נמלים כלשהו למין מסוים של צמח myrmecochor. חוסר התמחות זה מנוגד בחדות לספציפיות המינים הנפוצה של הקשר בין חרקים וצמחים באזורים הטרופיים, שלעתים חשיבות רבה להאבקה. בהקשר זה, יש לשקול את תופעת ה- myrmecochoria כתוצאה מהתפתחותם של צמחים, ולא התפתחות משותפת של צמחים וחרקים. מנקודת המבט של הנמלים, האליוסום חייב להיות כל אותו אוכל שצריך להביא הביתה, רק באריזה מיוחדת.
מדוע נמלים מחלקות זרעים?
אחרי הכל, במקום בו גדלים המירקולקורים, ככלל, נמצאים גם נציגים של קבוצות חרקים רבות אחרות. עם זאת, על מנת להבטיח התפשטות יעילה של צמחים, נדרשים חרקים המעבירים זרעים במרחק ניכר מבלי לפגוע בהם. בדרישה זו מתקיימים רק חרקים חברתיים, הנושאים מזון בקן שלהם ואינם אוכלים אותו במקום. בדרך כלל, אנשים עובדים בודקים ומוטרים איזור טריטוריה סביב הקן (אנתיל), ואז גוררים את כל הדברים האכילים לשם כדי להאכיל את הזחלים. זו הסיבה שהתפתחות ההתנהגות החברתית בקרב נמלים הקדימה אותם (כלומר, גרמה להם להיות מתאימים מראש) להפצה יעילה של זרעים.
לנמלים יש גם מאפיינים אחרים המתאימים לתפקיד מפיצי הזרעים. ברוב בתי הגידול נמלים נמלים לחרקים הרבים ביותר; הם מחפשים באינטנסיביות מזון על פני האדמה לאורך כל תקופת הצמחייה הצמחית; לאחר שגילו מקור מזון חדש, הנמלים מגייסות אנשים עובדים אחרים לאסוף כמה שיותר מזון. אם יש מקום, עשיר במיוחד באוכל, הם יכולים אפילו לעבור לשם עם הקן כולו. כל ההתנהגויות הללו מועילות לצמחים דמויי מירים המבקשים להפיץ את זרעיהם.
מכיוון שמירמקוכוריה נמצאת בכל רחבי העולם במגוון רחב של בתי גידול, האקולוגים תהו אם ישנם דפוסים נפוצים ביתרונות האבולוציוניים שמקבלים צמחים עקב תופעה זו. ולאחרונה, מספר ניסויי שדה ומעבדה חשפו כיצד האטרקטיביות של זרעים לנמלים מגדילה את ההישרדות והפונקציות של מיני הצמחים המירמוקוצ'וריים.
היתרונות לצמחים מהפצת זרעים על ידי נמלים
הרחבת גבולות הטווח היא היתרון העיקרי לצמח מהפצת זרעים על ידי נמלים. לעתים קרובות נמלים נושאות זרעים רק מטר או שניים, אך תנועות נרשמות במרחק של 70 מ '.אז בזכות נמלים, הצמחים מקבלים את ההזדמנות לאכלס שטחים חדשים. פיזור אוכלוסייה מקטין את הסבירות להכחדתו עקב שינויים מקומיים בסביבת הגידול. כל סוג של נמלים יכול לספק יתרון זה ללא קשר להרגלי בניית הקן שלו.
בזכות הנמלים, הסיכוי להישרדות זרעים עשוי אף הוא לגדול, מכיוון שהם נסחפים מצמח האב והצל שלו לא יעכב את התפתחות השתילים. אחד ממחברי המחקר, כלומר Handle, ערך את הניסוי הבא. זרעי משקע ה- Carex peduncula (א, שנשארו תחת צמח האב, נתנו שתילים עם שלושה עלים בלבד, ומהזרעים שהוסרו מתחתיו התפתחו שתילים עם ממוצע של 89 עלים בו זמנית. יתר על כן, הזרעים הועברו היו הרבה פורה יותר: רק הם נתנו צמחים שפרחו כבר בקיץ הבא.
תנועת זרעים על ידי נמלים מצמצמת את התחרות לא רק בין שתילים לצמח האם, אלא גם בין צמחים ממינים שונים. ובכן, בניסויים של Handle עם שלושה מינים של Carex (אחד מהם היה Mirmekohor) שגדלו בבית גידול אחד, נוכחותם של משקעים אחרים הפריעה למין Myrmecohor, והיא רק התפשטה זה מזה.
מכיוון שנמלים מקומיות התעניינו רק בזרעים עם אליוזומים, הם באופן טבעי הכניסו את זרעי מרד מירמקוחור לקנים שלהם. בזכות זה הצליח מין המירמכור להשתלט על בתי הגידול באותם בתי גידול באזורים שבהם היו הרבה נמלים (למשל, בעץ רקוב). כאן הוא לא היה צריך להתמודד עם מיני Carex אחרים על שטח, אור, חומרים מזינים ומשאבים בסיסיים אחרים. Mirmekohoriya יהיה יעיל בנוכחות נציגים של ז'אנרים רבים אחרים, שהשתילים מהם מתחרים על "מקום בשמש".
הפסדים גדולים עוד יותר מאשר מתחרות, זרעים ושתילים סובלים כתוצאה מאכילתם על ידי בעלי חיים, בפרט ציפורים ומכרסמים קטנים, שעבורם זרעים מהווים את הבסיס לתזונה. בנוסף, כפי שיודע כל גנן, חלזונות ושבלולים הורסים גם שתילים.
במספר אזורים של העולם נבדקה האפשרות שנוכחותם של זרעים בתעלות נמלים מגנה עליהם מפני אכילה של לפחות כמה בעלי חיים זרעים. על פי מחקרים שנערכו ביערות מערב וירג'יניה ובכרי כרי דשא תת-אזוריים. זרעי קולורדו שהונחו על משטח קטן, מוגנים מפני חדירת נמלים, כמעט בלתי נמנעים נאכלו במהלך היום. אם הנמלים לא היו חסומות, הזרעים עם האליוזומים נפלו במהירות למחסנים התת-קרקעיים שלהם. טרנבל מאוניברסיטת מקקוואר באוסטרליה הראה כי הדינמיקה העונתית והיומיומית של שחרור הזרעים ב ויולה נוטליוס, שגדלה בקולורדו, תואמת תקופות של פעילות נמלים מירבית.
יתכן שהמצב המעניין ביותר הוא אכילת זרעים ביישובים של יערות יער וחורשות באוסטרליה, שם אלמנט הצמחייה הדומיננטי הוא שיחים בעלי עלים קשים (סקלרופיליות), וחלוציות myrmecochor הן רבות למדי, כמו גם בעלי חיים אדומים. זה אירוני שהזן העיקרי שאוכלים גרגירים כאן הוא נמלים. אם לשפוט על פי תוצאותיה של אחת היצירות האחרונות של ל 'יוז (גם מאוניברסיטת מקוואר), בקהילה כזו גורלו של זרע שנפל תלוי במי שמוצא אותו לראשונה - נמלה "מועילה" שמעבירה זרעים, או "מזיקים" שאוכלים אותם. אם לזרע יש אליוסום, סביר יותר להניח שהנמלה "השימושית" תאסוף אותה לפני "המזיק".
איום נוסף הוא שריפות. תפקידם הגדול במיוחד הוא במערכות אקולוגיות באוסטרליה ובדרום אפריקה עם דומיננטיות של שיחים. עם זאת, לצמחים של יישובים אלה יש מספר התאמות לשריפות ששרדו. מינים רבים, כולל חלקים מירקמוקוריים, אינם רק עמידים בפני שריפה, אלא זקוקים לשריפות לצורך רבייה.
הנתונים שהושגו על ידי מספר חוקרים אוסטרלים מצביעים באופן משכנע כי המעבר לקני הנמלים מגן על הזרעים מפני התחממות יתר קטלנית במהלך שריפות ביישובים שיחים. אך חלק מהזרעים שנשאו על ידי נמלים אינם מסוגלים לנבוט ללא חימום תת-קטלני ספציפי. מחפירות על ידי נמלים הראו שהזרעים קבורים בעומקים שונים. סידור כזה ב"גרגרים "מועיל ככל הנראה לצמחים, מכיוון שבזכות זה, זרעים שלא חוו התחממות יתר קטלנית, אך מחוממים מספיק כדי לנבוט, עשויים להישאר בחלק מהשכבות.
השפעת הנמלים על התנאים הסביבתיים להתפתחות שתילים
שלא כמו ציפורים ויונקים, המפזרים זרעים שהגיעו אליהם כמעט באופן אקראי ברחבי השטח, נמלים נושאות אותם למקומות מוגדרים בקפדנות במושבה שלהם; תכונה התנהגותית זו גם משפרת את הישרדות הזרעים. כך, ביערות לחים יחסית, נמלים מקננות לרוב בגזעים נרקבים וגזעים העולים מעל פני הקרקע. מקומות כאלה נוטים פחות לשיטפונות במהלך שיטפונות האביב ולכן הם מאוד נוחים גם לנמלים וגם לזרעים.
כמו בכל קהילה חיה (ואנושית) אחרת, האשפה מצטברת במושבת הנמלים. "מזבלות" הנמלים מכילות שרידי טרף, צואה, גופות של אנשים מתים והרבה חומר אחר (שלעתים אי אפשר לנחש מה המטרה), שנמלים מרימות ומובילות תמיד הביתה. עבור הנבטת זרעים ושתילים, ובמיוחד מינים של myrmecochore, הגעה למזבלה כזו יכולה להיות שימושית מאוד.
פסולת אורגנית עשירה לעתים קרובות בחומרים מזינים הנחוצים לגידול צמחים (לכן גננים מסדרים ערימות קומפוסט, והחקלאים מכניסים זבל לאדמת המטעים). בקני נמלים, ריכוז החומר האורגני, החנקן, האשלגן והזרחן הוא לרוב גבוה יותר מאשר באדמה שמסביבה. לפיכך, חלאת מושבת נמלים יכולה לספק לשתילים אספקת קומפוסט קטנה אך מוכנה לאכילה, הנחוצה כל כך לצמח בשלבי פיתוח ראשונים, הרגישים במיוחד לתנאי הסביבה.
הישרדות השתילים מקלה גם על ידי התכונות הפיזיות של האדמה עליה נמצא קן הנמלים, והאזורים הסמוכים. בניית המנבה לעיתים קרובות הופכת את האדמה לרופפת יותר ומאווררת יותר, ומגדילה את יכולתה לשמור על מים. לטענת כמה חוקרים, הדבר העיקרי שמעניק לצמח נמלה הוא קבלת כמות המים הדרושה לשתיל בשעה ששורשיה עדיין קטנים מכדי לספק באופן עצמאי מים לצמח.
ניסויים להערכת תפקידה של myrmecochoria
אז ברור כי נמלים יכולות להשפיע באופן משמעותי על התנאים הסביבתיים להתפתחות שתילים. על מנת להעריך את תפקידה של מירורה-מכוריה באבולוציה, בוצעו ניסויים בשטח בהם הוחלף גורלם של שתי קבוצות זרעים: כמה זרעים הועברו לקן על ידי נמלים, ואחרים נזרעו ידנית באותה בית גידול. בין הניסויים הראשונים מסוג זה נבדקו שני מינים של סיגליות מירקמוקוריות בדרום אנגליה. לאחר 3 שנים, כאשר הזרעים נבטו ושתילים הופיעו, התברר כי כל הצמחים ששרדו שייכים אך ורק לקבוצה שעברה את ההמלה.
ניסוי דומה נעשה עם צמח בן שנתיים, Corydalis aurea, שנותן זרעים בשנה השנייה. פ. האנזאווה ממכללת גרינל מצא ששיעור ההישרדות של שתילים שנבטו על גבי המרביים ומחוצה להם זהה. עם זאת, בקרב השתילים מהקבוצה הראשונה, שיעור הניצולים בחורף והגיע לגיל הרבייה היה גבוה יותר.זה הוביל לעובדה שבדור הבא ההבדל במספר הזרעים שנוצר על ידי צמחים מהקבוצה הראשונה והשנייה התגלה כמשמעותי מאוד: תשואת הזרעים מצמחים שעברו דרך ההמלה התבררה כפליים מאשר בקבוצת הביקורת.
מכיוון שבדור הראשון מספר הזרעים בקבוצות שונות היה זהה לחלוטין, ברור מאליו שאוכלוסיית הצופות זהב, שמנוצלות על ידי נמלים, תגדל הרבה יותר מהר מאשר בהיעדר נמלים. אוכלוסייה שהולכת וגדלה במהירות צפויה לזכות בתחרות עם צמחים אחרים על חומרים מזינים, שטח מחיה ומשאבים אחרים. לפיכך, נתוני Hanzawa מראים כי התנאים הסביבתיים של חלוקת זרעים, כולל נוכחות נמלים, משפיעים על הפוטנציאל האבולוציוני של אוכלוסיות הצומח.
לכן myrmecochoria ללא ספק נותן מספר יתרונות למינים צמחיים מסוימים. אך טרם נקבע בוודאות מה בדיוק מנצחות הנמלים בתהליך האינטראקציה הזו. נניח, ידוע כי נמלים מזויפות מחפשות באופן פעיל אליוסומים, מכרסמות אותן במהירות מזרעים ומאכילות אותן לזחלים. אך כיצד ניתן להתייחס להתנהגות זו על קצב הגידול של מושבת נמלים.
ראוי לציין את העובדה שלא כל הנמלים מעורבות בהפצת זרעים. כשמזרחים זרעים מצמח, רק חלק קטן מהמיני הנמלים הרבים המאכלסים בית גידול מסוים מראים עניין באלוזומים. חייבת להיות התמחות מסוימת בקרב נמלים, אך עדיין לא ידוע מה טיבו - התנהגותי, מורפולוגי, אוכל או אחר.
זו הסיבה שחלוקת זרעים על ידי נמלים יכולה להיחשב כמודל חשוב לבחינת מגוון רחב של אינטראקציות בין צמחים לבעלי חיים, אשר במובן מסוים נראים א-סימטריים. צמחים פיתחו בבירור עיבודים מיוחדים להתמודדות עם נמלים (המורגש ביותר מבין הדמויות ההסתגלותיות הם אליוזומים), אך מה שההסתגלות שרכשו נמלים מורכבות זה רחוק מלהיות ברור.
אף כי myrmecochoria מצדיק את עצמו כמנגנון של חלוקת זרעים, אך יחד עם זאת הוא אינו אמין לחלוטין. אליוסומים מושכים לנמלים מקבוצות שונות. עם זאת, כפי שמוצג על ידי ניסויים עם Corydalis הזהוב, שתילים לעולם אינם מופיעים בקנים של כמה מיני נמלים. ככל הנראה, נמלים אלו משתמשות באליוסומים בחינם, ככל הנראה משמידות את הזרעים המחוברים אליהם, או שתילים.
בנוסף לנמלים שודדות כאלה, בכל בית גידול ישנם כתריסר גורמים אחרים המשפיעים על ההצלחה או הכישלון של myrmecochoria כמנגנון להפצת זרעים. לפעמים מוצפים דיירי הנמלים בגשמים; אפיזוטים פטרייתיים או פעילות אלימה של טורפים יכולים לערער את אוכלוסייתם. עם שפע של מקורות מזון אחרים, יתכן כי אליוסומים אינם מושכים לנמלים. אם כמה מינים של צמחים צריכים להתמודד על שירותם של הנמלים שלהם, האחרונים עשויים להזניח זרעים עם האלוזומים הקטנים ביותר.
Mirmekohoriya - הדדיות מותנית
מכיוון שהיעילות של חלוקת זרעים על ידי נמלים משתנה מאוד, X. Cashman מאוניברסיטת מקוואר וג'יי אדדיקוט מפרוב. אלברטה (קנדה) הציעה כי myrmecohoria הוא הדדיות מותנית. בזמן זה או אחר במקום נתון, מנגנון זה, תלוי בתנאים הקיימים, עשוי שלא לעבוד בצורה יעילה במיוחד.
עם זאת, אם מתקיימים כל התנאים, היתרונות של myrmecochoria עבור צמחים וגם נמלים הם משמעותיים מאוד. והיתרונות הללו הם כה גדולים עד כי לחץ הבחירה שומר על התכונות הנחוצות לשמירה על סוגים הולמים של התנהגות.
ברגע שרשימת הצמחים הידועים-מירורים הידועה גדלה כל העת, יש לקוות כי הידיעה על תפקידו של מנגנון זה של התיישבות צמחים בביוטה הגלובלית תתרחב. מחקרים נוספים על התועלת שנוצרה על ידי myrmecochoria לצמחים ונמלים יסייעו גם להבהיר את מערכות היחסים ההדדיות ואת השלכותיהם האבולוציוניות.