Gadījuma novērojums noveda pie zinātniska pētījuma, kas atklāja, kā dažas vaboles maldina skudras, imitējot augu sēklu izplatīšanas sistēmu.
Saturs
Viss sākās ar pastaigu mežā un negaidītu jautājumu. Astoņgadīgs zēns pamanīja vairākas mazās bumbiņas, kas bija nokritušas no ozoliem, un skudru uzmācīgo uzvedību ap tām. Šī, šķietami nenozīmīgā aina kļuva par impulsu zinātniskam pētījumam, kas sniedza atslēgas elementu, lai izprastu evolūciju un sarežģītās attiecības starp kukaiņiem un augiem.
Tas, kas šķita vienkārša bērnu rotaļa, galu galā izaicināja iedibināto ideju meža bioloģijas jomā.
Atklājums, kas kļuva par novērojumu rezultātu.
Pētījums tika veikts mežos Ņujorkas štata rietumu daļā un Pensilvānijas centrālajā daļā. Pētījuma vadītājs bija Roberts Dž. Vorens II , Ņujorkas štata universitātes bioloģijas profesors Bufalo, kurš specializējas sēklu izplatīšanā ar skudru palīdzību.
Sākumpunkts bija nevis laboratorija, bet tieši novērojumi dabā: daži skudras pārnesa augu struktūras, kas nebija sēklas. Šī detaļa piesaistīja komandas uzmanību un pavēra ceļu plašākam šī fenomena pētījumam.
Kas ir galuļi un kāpēc tie parādās zem ozoliem?
Uz ozoliem bieži veidojas nelieli izciļņi, kas pazīstami kā galvas. Šīs struktūras veidojas, kad galvas vaboles dēj olas augu audos. Augs reaģē, veidojot anomālu izaugumu, kas apņem kāpuri, nodrošinot tai aizsardzību un barību, līdz tā attīstās.
Vasaras beigās daudzi no šiem galdiem nokrīt uz meža paklāju, kur tie kļūst pieejami plēsējiem, piemēram, putniem un grauzējiem.
Dažiem no šiem galdiem augšdaļā ir papildu struktūra — neliels rozā eļļains “cepurīte”. Tieši šis elements izraisa šādu skudru uzvedību.
Kā galvas maldina skudras
Daudzi augi izmanto mirmekohoriju — sistēmu, kurā skudras pārnes sēklas, izmantojot barojošu, taukos bagātu piedevu. Apmaiņā pret barību sēkla nonāk skudru pūznī, kur tā atrodas aizsargāta.
Grupas veiktais ķīmiskais analīzes rādīja, ka skudru zvīņas satur taukskābes, piemēram, palmitīnskābi, oleīnskābi un stearīnskābi, kas ir identiskas tām, kas atrodamas sēklās, kuras ir skudru barība. Skudras atklāj šīs molekulas un reaģē līdzīgi.
Lauka un laboratorijas eksperimenti
Salīdzinošos eksperimentos skudras ignorēja līdzīgas galvas bez cepurītes, bet manipulēja un pārvietoja galvas ar cepurīti, it kā tās būtu īstas sēklas. Mežā uzstādītās kameras apstiprināja, ka „maskētās” galvas biežāk tika nogādātas ligzdās neskartā veidā.
Skrejošo skudru ligzdu aizsargājošā loma
Nonākušas ligzdā, skrejošās skudras nogriež un apēd tauku cepurīti, bet galvu atstāj neskartu. Šī vienkāršā darbība ir izšķiroša: kāpurs ir aizsargāts sausā, stabilā vidē, kas ir grūti pieejama plēsējiem.
Novērojumi atklāja skaidru atšķirību: galas, kas palika uz zemes, biežāk tika apēstas putniem un grauzējiem , bet galas, kas tika pārvietotas uz ligzdām, izdzīvoja lielākā mērā.
Konverģentā evolūcija: dažādas sugas, viens un tas pats risinājums.
Pētījums norāda uz skaidru konverģentās evolūcijas gadījumu. Augi un vaboles, kuriem nav tiešas saiknes viens ar otru, ir izstrādājuši praktiski identiskas stratēģijas, lai izmantotu nelielas grupas barības meklētāju skudru, īpaši Aphaenogaster ģints pārstāvju, kas dominē Ziemeļamerikas austrumu daļas mežos, uzvedību.
Šī paralēle palīdz izskaidrot, kāpēc skudras tik efektīvi reaģē uz tauku signāliem dažādos kontekstos, un apstiprina ideju, ka šīs mijiedarbības ir attīstījušās neatkarīgi vairākās līnijās.
Atklātie dati un reproducējama zinātne
Komanda apvienoja lauka novērojumus, nakts un dienas ierakstus, histoloģisko analīzi un ķīmiskos testus. Visi dati un pētījuma kods tika arhivēti publiski pieejamā repozitorijā , kas atviegloja to pārbaudi un reproducēšanu citiem pētniekiem.
Pētītajos ligzdos atrastie galdi saglabāja savu struktūru, lai gan vāciņš bija pazudis, kas apstiprina eksperimentos novēroto likumsakarību.
Kas vēl ir jāizlemj?
Zinātnieki joprojām nezina, kas parādījās pirmais: taukos bagātās sēklas vai galdi cepuru formā. Viena hipotēze pieņem, ka vaboles pirmās veidoja skudru uzvedību ; otra pieņem, ka augi izveidoja ķīmisko signālu, un vaboles to pēc tam izmantoja.
Turpmākajos pētījumos tiks analizēta šo galvu izplatība dažādu sugu ozolos un citās meža ekosistēmās.
Kad zinātne sākas ar ziņkārīgu skatienu
Pati komanda atzīst, ka pētījuma vērtība slēpjas gan rezultātā, gan procesā. Bērnībā veiktais novērojums, kas tika rūpīgi fiksēts, noveda pie kontrolētiem eksperimentiem un pārliecinoša izskaidrojuma par to, kā nelieli ķīmiskie signāli var mainīt sarežģītas ekoloģiskās tīklojums.
Kā Warren II rezumē savā rakstā, paralēle starp sēklu izplatīšanu un skudru galvām liek pārdomāt sen iedibinātās pieņēmumus. Šajā gadījumā atslēga uz atminējumu bija mežs, bet bērna un zinātnieku ziņkārība paveica pārējo.
