Te paprocie mogą być pierwszymi roślinami o których wiadomo że działają podobnie jak mrówki

Wysoko w koronie lasu grupa dziwnych paproci chwyta pień drzewa, wyglądając jak gigantyczna plątanina wiotkich, zielonkawych poroży. Poniżej tych rozwidlonych liści i bliżej rdzenia drzewa znajdują się brązowe rośliny w kształcie dysku. To również są paprocie tego samego gatunku.

Paprocie – i prawdopodobnie podobne rośliny – mogą tworzyć rodzaj złożonego, współzależnego społeczeństwa, które jak wcześniej uznawano występuje u zwierząt, takich jak mrówki i termity, donoszą naukowcy z 14 maja w Ecology.

Kevin Burns, biolog z Victoria University of Wellington w Nowej Zelandii, po raz pierwszy spotkał się z paprociami podczas prowadzenia badań terenowych na wyspie Lord Howe, odizolowanej wyspie między Australią a Nową Zelandią. Zdarzyło mu się zwrócić uwagę na miejscowe epifity — rośliny, które rosną na innych roślinach — a jeden gatunek szczególnie zwrócił jego uwagę: paproć elkhorn lub paproć zwyczajna, również pochodząca z części kontynentalnej Australii i Indonezji.

„Zdałem sobie sprawę, że one nigdy nie występują same”, mówi Burns, zauważając, że niektóre z większych skupisk paproci były masywnymi kępami złożonymi z setek osobników.

Wkrótce dla Burnsa stało się jasne, że „każda z tych paproci robi coś innego”.

Porównuje kolonie paproci do odwróconego parasola zrobionego z roślin. Paprocie z długimi, zielonymi, woskowymi, „pasiastymi” liśćmi wydawały się kierować wodę do środka, gdzie brązowe, gąbczaste, „gniazdowe” liście w kształcie dysku mogły ją wchłonąć.

Kolonia paproci zwyczajnej ( Platycerium bifurcatum ) rośnie w koronie drzewa cedrowego ( Guioa coriacea ) z brązowymi, chłonnymi liśćmi na dole oraz zielonymi liśćmi wystającymi na zewnątrz. IANA HUTTONA

Skupisko paproci przypominało Burnsowi kopiec termitów z “komunalnym magazynem zasobów i segregacją różnych zawodów w kolonii”. Naukowcy nazywają tego typu skupiska, w których nakładające się na siebie pokolenia żyją razem i tworzą kasty dzielące pracę i role reprodukcyjne, „eusocjalnymi (owady społeczne) [ang. eusocial]”. Termin ten został użyty do opisania pewnych społeczności owadów i skorupiaków, a także dwóch gatunków golców piaskowych. Burns zastanawiał się, czy paprocie mogą być również eusocjalne.

Przeprowadzona przez jego zespół analiza płodności liści paproci wykazała, że ​​40 procent nie było w stanie się rozmnażać, a bezpłodnymi członkami kolonii były głównie liście gniazdowe. Sugeruje to reprodukcyjny podział pracy między rodzajem gniazda i liścia. Testy chłonności liści potwierdziły, że listki gniazdowe wchłaniają więcej wody niż liście zewnętrzne. Wcześniejsze badania przeprowadzone przez innych naukowców wykazały sieci korzeni biegnące po całej kolonii, co oznacza, że ​​liście gniazdowe mają zdolność ugaszenia pragnienia liści zewnętrznych. Liście dzieliły pracę, podobnie jak mrówki i termity.

Zespół przeanalizował również próbki genetyczne z 10 kolonii na wyspie Lord Howe i odkrył, że osiem składało się z genetycznie identycznych osobników, podczas gdy dwie zawierały paprocie o różnym pochodzeniu genetycznym. Wysoki stopień pokrewieństwa genetycznego obserwuje się również w koloniach owadów społecznych, gdzie wiele sióstr przyczynia się do przetrwania gniazda.

Podsumowując, Burns uważa, że ​​te cechy spełniają wiele kryteriów eusocjalnych. To byłaby „wielka sprawa”, mówi.

Zakładanym wymogiem eusocialnego życia w koloniach jest koordynacja behawioralna, ponieważ umożliwia ona współpracę różnych jednostek. Ale paprocie to rośliny, a nie zwierzęta, które tak często koordynują ich zachowania. Obserwowanie eusocjalne życie roślin „wydaje mi się wskazywać, że ten rodzaj przejścia w złożoność nie wymaga mózgu” – mówi Burns.

Badanie otwiera „możliwość spojrzenia na epifity przez pryzmat eusocjalności”, co jest „naprawdę fajne”, mówi Michelle Spicer, ekolog z University of Puget Sound w Waszyngtonie, która nie była zaangażowana w to badanie.

Spicer wskazuje, że wymiana wody i składników odżywczych jest znana u innych roślin epifitycznych. Burns zauważa jednak, że podział pracy w celu budowania zasobów komunalnych „wydaje się być kluczową cechą, która odróżnia paprocie zwyczajne od innych roślin kolonialnych”.

Stresujące życie w koronie — z dala od gleby — mogło przyczynić się do ewolucji eusocjalności paproci, zapewniając bezpieczeństwo, wodę i składników odżywczych, mówi Burns.

„Styl życia epifitów z pewnością ułatwia życie w grupie, a życie w grupie inicjuje wszystkie historie społeczne” – mówi Brian Whyte, biolog ewolucyjny z University of California w Berkeley, który również nie jest zaangażowany w te badania.

Te paprocie z pewnością pasują do definicji eusocjalności, mówi Whyte. Jest szczególnie zafascynowany tym, jak rośliny tworzą kolonie i grupy na wolności, ale pozostają pojedynczymi roślinami, gdy rosną w glebie jako rośliny ozdobne.

Burns i jego koledzy badają obecnie, czy liście zewnętrzne mogą stać się liśćmi gniazdowymi po przeniesieniu ich do innej części kolonii. Burns chce również zbadać inny gatunek paproci zwyczajnej na Madagaskarze, który wydaje się również rosnąć w koloniach.

Whyte dostrzega duże korzyści w poszerzeniu spojrzenia na eusocjalność roślin.

Zauważa, że ​​niezależnie od tego, gdzie paprocie znajdują się na spektrum eusocjalności, nadal mają intrygujące podobieństwa i różnice w stosunku do zwierząt tworzących kastę. „Wiedzącą więcej o [tych paprociach] poprawi się nasza teoria na temat tego, dlaczego te cechy ewoluowały”.

Źródło: Jake Buehler

Zdjęcie: IAN HUTTON

Tematy:
Subscribe
Powiadom o
guest
0 komentarzy
Inline Feedbacks
View all comments
0
Would love your thoughts, please comment.x
()
x