Hoewel je mieren misschien niet ziet als formidabele lijfwachten, sommigen doen indrukwekkend werk door planten te beschermen tegen vijanden. Nutsvoorzieningen, wetenschappers van de Universiteit van Toronto (U of T) hebben vastgesteld wat sommige betere lijfwachten maakt dan andere.

Onderzoek naar de relatie tussen de Amazone-regenwoudplant Cordia nodosa in Peru en de Amazone-mier Allomerus octoarticulatus , ze ontdekten dat de mate waarin de mieren twee genen tot expressie brengen, een significante invloed heeft op de hoeveelheid bescherming die ze aan hun gastheren bieden.

De mier-plantrelatie is een voorbeeld van een natuurfenomeen dat bekend staat als mutualisme, waarin twee schijnbaar ongelijksoortige soorten met elkaar omgaan op een manier die voor beide partijen voordelig is. Twee veelvoorkomende voorbeelden van mutualismen zijn bestuiving en zaadverspreiding, beide betreffen planten die dieren aantrekken die een belangrijke dienst bewijzen door hen een voedselbeloning aan te bieden. De kenmerken van mutualismen, echter, verschillen tussen dieren en soorten.

"Ongeveer 400 soorten tropische planten hebben gespecialiseerde structuren ontwikkeld die domatia worden genoemd om mierenkolonies te huisvesten die hen verdedigen, voornamelijk tegen plantenetende insecten, " zei Megan Frederickson, universitair hoofddocent bij de afdeling Ecologie &Evolutionaire Biologie aan de U of T en senior auteur van een nieuwe studie gepubliceerd in Proceedings van de Royal Society B . "Omdat er veel zijn, veel boommieren in regenwouden, tropische bomen zijn vaak volledig bedekt met mieren."

Frederickson suggereert dat deze domatia die mieren een thuis geven waarschijnlijk zijn geëvolueerd omdat ze de mieren aantrekken die herbivoren van planten afhouden.

"De plant die we bestudeerden wordt aangevallen door sprinkhanen, kevers, en rupsen, en hoewel deze insecten klein zijn, ze kunnen veel schade aanrichten aan bomen, ' zei ze. 'En aangezien mieren veel insecten en andere geleedpotigen eten, ze verminderen de dichtheid van dergelijke herbivoren aan de bomen."

De onderzoekers richtten zich op twee genen van Allomerus octoarticulatus die het foerageergedrag reguleren, wetende dat hoe een dier naar voedsel zoekt, vaak bepaalt hoeveel voordeel zijn plantenpartner ontvangt. Werken in het veld in de Peruaanse Amazone, ze voedden sommige kolonies een chemische stof die de activiteit van de producten van de genen verhoogt, en observeerde hoe het mierengedrag veranderde. Vervolgens verzamelden ze de mieren en brachten ze terug naar Toronto voor moleculaire analyse.

"We ontdekten dat toen we de producten van deze twee mierengenen activeerden, meer arbeiders werden gerekruteerd om herbivoren aan te vallen, waardoor er minder schade aan de bomen ontstaat, " zei Frederickson. "Genexpressie in mierenwerkers was ook gecorreleerd met of een mierenkolonie een sprinkhaan ontdekte en hoeveel schade aan bladeren werd toegebracht."

De resultaten suggereren een moleculaire basis voor mierenbescherming van planten in dit mutualisme. Eerder, er was weinig bekend over de genen of moleculaire mechanismen die ervoor zorgen dat sommige mieren betere lijfwachten zijn dan andere. Frederickson en haar collega's suggereren dat dit onderzoek ons ​​ooit zou kunnen helpen begrijpen wat sommige dieren ook betere bestuivers of zaadverspreiders maakt, hoewel ze waarschuwen dat het genetisch manipuleren van dieren voor deze ecosysteemdiensten onbedoelde gevolgen kan hebben.

De bevindingen worden gerapporteerd in het artikel "An ant-plant mutualism through the lens of cGMP-dependent kinase genen" in het nummer van 13 september van Proceedings van de Royal Society B . Het onderzoek wordt ondersteund door financiering van de Natural Sciences and Engineering Research Council of Canada (NSERC) en het Canadian Institute for Advanced Research (CIFAR).