Untuk menyebarkan benih mereka seluas dan seluas mungkin, tanaman sering menggunakan bantuan haiwan. Pada yang lain, termasuk pohon buah yang ditanam, biji ditelan oleh karnivor dan bercambah setelah meninggalkan tubuh haiwan tersebut dengan kotoran atau pecah.

Walau bagaimanapun, benih tidak hanya diedarkan oleh vertebrata; peranan semut juga hebat dalam hal ini.

Semut - pengedar benih

Ahli biologi baru mula memahami mekanisme khusus yang meletakkan semut antara faktor utama penyebaran tanaman di seluruh dunia. Tumbuhan yang diselesaikan oleh semut terdapat di pelbagai ekosistem di semua benua kecuali Antartika. Kini lebih daripada 3000 spesies tanaman berbunga dari 60 keluarga diketahui, menyebar dengan cara ini, dan senarai ini semuanya diisi semula.

Di antara tumbuh-tumbuhan dan semut yang membawa benihnya, saling wujud sejati, iaitu hubungan yang saling menguntungkan Mutualisme muncul secara bebas dalam begitu banyak kumpulan tanaman, yang, nampaknya, kita dapat berbicara tentang tekanan pemilihan yang kuat, yang berulang kali diulang selama evolusi, yang menyumbang kepada penampilannya. Proses pemilihan semula jadi yang berkaitan dengan gotong royong antara tumbuhan dan haiwan, evolusi hubungan antara spesifik seperti ini dan faedah persekitaran yang diciptakan oleh mereka adalah subjek artikel ini.

Mekanisme pembahagian benih dengan penyertaan semut

Terdapat dua mekanisme yang berbeza untuk pengagihan benih tanaman dengan penyertaan semut. Yang pertama disebabkan oleh ketidaksempurnaan tingkah laku semut penuai, yang mengumpulkan sejumlah besar biji dan menyeretnya ke sarang mereka, dan kemudian memakannya. Serangga ini kehilangan sebilangan biji mereka di sepanjang jalan, dan sebilangannya dimasukkan ke dalam bilik simpanan bawah tanah, tetapi kemudian mereka tidak mengunjunginya. Benih seperti itu bercambah dan tanaman itu muncul di tempat baru.

Oleh kerana semut memakan lebih banyak biji daripada mereka jatuh atau tidak berjaya menyembunyikannya, mekanisme yang dijelaskan lebih bermanfaat bagi semut daripada tanaman yang kehilangan sebahagian besar biji. Oleh itu, penyebaran benih oleh semut penuai harus dikaitkan dengan kesan sampingan dari pemakanan benih, dan bukan pada gotong royong. Kesan mekanisme ini terhad hampir secara eksklusif ke kawasan gersang.

Mirmekohoriya

Kami akan tertarik dengan mekanisme pengagihan benih kedua, yang pada asasnya berbeza dari yang pertama dan yang lebih penting dalam alam semula jadi. Tumbuhan mengambil bahagian dalam mekanisme ini, di mana eliosom yang disebut berkembang - formasi yang mengandung lemak berdekatan dengan atau melekat pada biji. Eliosom berfungsi sebagai umpan semut, dan mereka membawa benih bersama dengan eliosom ke sarang mereka. Di sana, penduduk jajahan memakan eliosom itu, dan membuang benih tanpa membahayakannya.

Pada masa yang sama, tanaman tidak perlu mengorbankan benihnya untuk memberi makan semut. Hubungan semacam itu, yang disebut myrmecochoria (dari bahasa Yunani "myrmex" - semut dan "paduan suara" - maju, menyebar), nampaknya dapat dianggap sebagai mutualisme sejati, kerana ia bermanfaat bagi kedua semut, benih seret, dan tumbuhan yang membentuk eliosom.

Evolusi Eliosom

Semasa evolusi, eliosom sebagai umpan semut berulang kali muncul di pelbagai keluarga tumbuhan. Mereka sangat umum di vegetasi hutan lembap di Eropah dan Amerika Utara timur, komuniti semak kering di Australia Timur, dan juga komuniti tanaman di Afrika selatan.

Selalunya dalam keluarga, hanya beberapa spesies yang disebarkan oleh semut. Sebagai contoh, dalam genus Carex sedges yang sangat besar, hanya beberapa spesies yang mempunyai eliosom yang menyediakan, seperti yang telah ditunjukkan, penyebaran biji oleh semut. Banyak spesies lain dari genus yang sama diselesaikan menggunakan air atau vertebrata.Di antara tumbuh-tumbuhan genus Trillium, yang dibezakan oleh bunga besar, dalam sejumlah spesies benih dilengkapi dengan eliosom dan disebarkan oleh semut, sementara dalam bentuk lain buahnya berdaging dan penempatan terjadi melalui vertebrata. Contoh-contoh ini, diambil dari kumpulan filogenetik yang sangat jauh, menunjukkan bahawa myrmecochoria dapat timbul secara bebas dalam genus tertentu.

Penyebaran myrmecochoria

Myrmecochoria pertama dikaji secara terperinci oleh ahli botani Johan Rutger Cernander dari Universiti Uppsala di Sweden; pada tahun 1906, dia menerbitkan tinjauan tanaman myrmecochore flora Eropah. Dengan menggunakan pendekatan eksperimental kuantitatif, Cernander menetapkan kepentingan besar myrrh-mechoria untuk kebanyakan jenis tumbuhan Eropah. Hasil banyak eksperimen ladangnya dengan pelbagai spesies tumbuhan menunjukkan bahawa, dengan kemungkinan pilihan, semut lebih memilih biji dengan eliosom.

Walaupun kajian mengenai tanaman myrmecochora bermula di Eropah, ahli botani segera memeriksa tumbuh-tumbuhan di benua lain. Secara beransur-ansur, tanaman Amerika Utara dan Selatan ditambahkan ke dalam senarai myrmecochores. Di Eropah dan Amerika Utara, kebanyakannya adalah tumbuhan herba dari hutan gugur yang lembap (Cernander adalah orang pertama yang melihat corak ini). Di Amerika Latin, semut menyebarkan benih banyak ramuan, epifit, dan tanaman merambat di hutan hujan tropika.

Mirmecochores banyak terdapat di Australia dan Afrika selatan, di mana ia terutama diwakili oleh semak-semak berdaun keras yang tumbuh di tanah gersang yang kekurangan nutrien. Pada tahun 1975, R. Berg dari University of Oslo menerbitkan hasil penyelidikannya, yang mana di Australia sekitar 1.5 ribu spesies dari 87 genera tumbuhan diedarkan dengan penyertaan semut. Dalam komuniti tumbuhan tertentu di Afrika Selatan, yang disebut "finbosh", terdapat lebih dari seribu spesies spesies myrmecochor. Kajian berterusan mengenai dunia hidup di kawasan tropika pasti akan menambah senarai ini dengan ketara.

Kepelbagaian eliosom

Kepelbagaian taksonomi tumbuhan dengan eliosom sesuai dengan rangkaian tisu tumbuhan yang paling luas yang telah berubah menjadi struktur untuk menarik semut. Dalam sebilangan spesies, misalnya, Dicentra cucullaria, eliosom terbentuk dari bahagian lapisan benih yang terlalu banyak. Pada spesies lain, khususnya di hati yang mekar musim bunga yang tumbuh di timur Amerika Utara, eliosom berasal dari bahagian dinding ovari yang mengelilingi benih. Dalam genus Carex, zlyosomes timbul dari tisu bract yang mengelilingi ovari. Kes diketahui apabila beberapa organ tanaman berbunga lain menjadi eliosom.

Kepelbagaian asal-usul eliosom adalah contoh evolusi konvergen yang baik, menunjukkan bagaimana struktur pelbagai bentuk dan fungsi dapat diubah dalam proses pemilihan semula jadi dan memperoleh tujuan yang sama dari sudut pandang persekitaran. Dalam kes eliosom, tisu tumbuhan yang pada awalnya memainkan peranan perlindungan terhadap serangga fitofag atau faktor lain, setelah mengalami perubahan biokimia dan struktur, berubah menjadi umpan makanan untuk semut.

Komposisi eliosom

Eliosom terdiri dari sel-sel yang sangat bermutasi yang mengandungi vakuola besar - rongga selaput membran yang diisi dengan campuran pelbagai nutrien. Setelah mempelajari pelbagai jenis tanaman myrmecochore, A. Brzezinski dari University of Munich menetapkan bahawa eliosom mengandungi banyak lemak, asid lemak dan bahan lain yang diperlukan untuk haiwan. Jadi semut boleh menggunakan eliosom sebagai makanan.

Sebilangan besar semut omnivora: mereka memakan serangga dan pelbagai bahan tumbuhan dan haiwan yang terdapat di permukaan tanah. Eliosom dan biji yang melekat padanya mesti meniru tisu haiwan secara kimia, yang menyebabkan semut merebutnya.

Umpan Makanan untuk Semut

Eliosom juga boleh merangkumi komponen kimia lain yang menyebabkan reaksi tingkah laku semut mencari makan. D. Marshall dari University of New Mexico dan rakan-rakannya mengasingkan bahan tertentu, lipid polar 1,2-diolein, yang merupakan daya tarikan bagi semut, dari eliosom ungu wangi Eropah (Viola odorala). Sebatian serupa dijumpai di eliosom dua pokok renek Australia - Acacia myrtifolia dan Teratheca stenocarpa.

Nilai zat-zat ini untuk semut belum sepenuhnya jelas, tetapi kehadirannya di tanaman mur-mechor di seberang dunia menunjukkan bahawa terdapat evolusi yang berbeza. Selain itu, kesamaan ini menunjukkan andaian menarik bahawa eliosom boleh menyebabkan semut tidak hanya mengumpulkan makanan, tetapi juga tingkah laku kongenital yang lain. Oleh itu, diketahui bahawa asid oleik mendorong sebilangan semut untuk mengeluarkan haiwan mati dari sarang. Ada kemungkinan eliosom yang mengandungi bahan ini dibawa oleh semut kerana alasan yang sama.

Pembahagian benih yang berkesan di myrmecochores

Selain umpan makanan - eliosom - tanaman myrmecochore kadang-kadang juga mempunyai alat morfologi lain yang memudahkan kemasukan benih ke tempat yang dikunjungi semut. Di beberapa tanaman, batang dan pucuk yang berbuah sangat tipis dan lentur sehingga ketika biji matang, mereka membengkok hampir ke tanah, dengan cara mencari semut.

Tumbuhan lain telah mengalami perubahan morfologi yang lebih dalam. Contohnya, di tempat pemeliharaan umbate Carex, tunas berbunga sangat pendek dan biji (bersama dengan tisu di sekitarnya) matang di tanah itu sendiri, sehingga mereka selalu berada di tahap di mana semut mencari makanan mereka.

Perubahan morfologi di Trillium petiolatum, yang tumbuh di barat Amerika Utara, bahkan lebih ketara. Sebilangan besar spesies genus Trillium mempunyai satu bunga dan tiga daun yang terletak di bahagian atas batang yang tinggi (hingga 30 cm). Dan di Trillium petiolatum, bunga besar yang kelihatan terbentuk sangat dekat dengan tanah, dan ada biji yang dilengkapi dengan eliosom matang di tempat yang mudah dijangkau semut.

Selain itu, jika Trillium petiolatum, seperti spesies lain dari genus yang sama, mempunyai daun yang berputar di bawah bunga, mereka akan muncul langsung di permukaan tanah. Walau bagaimanapun, dalam spesies ini, walaupun daun melekat pada batang di tempat yang biasa, iaitu di bawah bunga, daun daun duduk di hujung tangkai panjang, mengangkat daun di atas bunga sehingga lebih mudah untuk fotosintesis. Ringkasnya, "seni bina" khas dari genus Trillium tumbuhan terbalik. Untuk memberikan penjelasan evolusi yang wajar untuk bentuk T. petiolatum ini, harus diasumsikan bahawa pengedaran benih oleh semut memberikan banyak manfaat.

Untuk pengagihan benih yang lebih cekap di myrmecochores, masa pematangannya juga boleh berubah. Di zon sederhana di kebanyakan tanaman ini, biji dan eliosom masak pada awal musim bunga. Pada masa ini, mayat serangga, yang sering menjadi asas diet semut, jarang terjadi berbanding musim panas, ketika jumlah serangga meningkat berkali-kali. Oleh itu, tanaman di mana eliosom matang muncul pada musim bunga akan mengalami persaingan yang lebih rendah untuk mendapatkan perhatian semut mencari makan, dan benihnya akan diangkut lebih kerap daripada pada musim panas atau musim luruh.

Keunggulan Myrmecochores musim bunga dapat dijelaskan oleh tindakan pemilihan semula jadi, yang menyukai pematangan awal biji dan eliosom. Sudah tentu, faktor lain juga dapat menyumbang kepada kadar metabolisme tinggi tumbuhan herba pada awal musim bunga - khususnya, banyaknya cahaya matahari di permukaan tanah sebelum mahkota pohon dibuka. Ada kemungkinan bahawa keunikan mencari makan semut hanya merupakan faktor tambahan tekanan pemilihan, meningkatkan perkembangan tanaman myrmecochora pada awal musim bunga.

Semut memetik biji

Semut yang mengumpulkan biji membentuk kumpulan yang "berotot". Sebilangan besar dari mereka, dilihat dari sejumlah tanda, jelas harus bersifat karnivor. K. Horwitz dari University of Miami menunjukkan, misalnya, bahawa di selatan Mexico biji Calathea dibawa oleh semut dari genera Odontomachus dan Pachyeondyla, yang mempunyai sengatan kuat dan rahang besar untuk mengatasi mangsa hidup.

Walaupun begitu, semut ini mengumpulkan biji dengan sangat aktif dan membawanya ke sarangnya, di mana mereka memisahkan eliosom dari biji dan memberi makan kepada larva. Ternyata sebilangan sebatian kimia yang terkandung dalam eliosom adalah rangsangan yang sama untuk semut yang dimiliki.

Jenis Semut Penyebaran Benih

Benih disebarkan dan mewakili banyak genera lain. Di hutan zon sederhana di Eropah dan Amerika Utara, biasanya Formica, Myrmica, dan Aphaenogaster, dan pada spesies Australia tenggara spesies genera Rhyti-doponera, Pheidole, dan Iridomyrmex memainkan peranan yang paling menonjol. Malah semut penuai pemakan bijirin seperti Messor, Pogonomyrmex dan yeromessor, dalam keadaan tertentu, ternyata, berfungsi sebagai pembawa benih.

Dengan kaedah penyelesaian tanaman myrr-mechor, pengertian langsung adalah untuk menarik semut yang mungkin. Sebagai peraturan, beberapa spesies semut terdapat di tempat yang sama, jadi jika tanaman mempunyai kaedah menarik hanya salah satu daripadanya, jelas kehilangan banyak faedah. Sebenarnya, di antara beribu-ribu spesies tumbuhan dunia yang terkenal dengan ilmu pengetahuan, tidak ada yang dapat dikatakan dengan pasti bahawa ia berorientasi hanya pada satu ekor semut.

Begitu juga, tidak ada bukti pengkhususan spesies semut kepada satu spesies tanaman myrmecochor. Kekurangan pengkhususan ini sangat berbeza dengan hubungan spesies-spesies yang meluas antara serangga dan tanaman di kawasan tropika, yang sering kali sangat penting untuk pendebungaan. Dalam hal ini, fenomena myrmecochoria harus dipertimbangkan sebagai hasil evolusi tumbuh-tumbuhan, dan bukan evolusi bersama tumbuhan dan serangga. Dari "sudut pandang" semut, eliosom mestilah makanan yang sama yang harus dibawa pulang, hanya dalam bungkusan khas.

Mengapa semut mengedarkan biji?

Bagaimanapun, di mana myrmecochores tumbuh, sebagai peraturan, terdapat banyak wakil dari serangga lain. Namun, untuk memastikan penyebaran tanaman yang berkesan, serangga diperlukan yang memindahkan biji lebih jauh tanpa merosakkannya. Keperluan ini hanya dipenuhi oleh serangga sosial, yang membawa makanan di sarang mereka, dan tidak memakannya di tempat. Biasanya, individu yang bekerja memeriksa dan memetik beberapa wilayah di sekitar sarang (anthill), dan kemudian menyeret semua yang boleh dimakan di sana untuk memberi makan larva. Itulah sebabnya evolusi tingkah laku sosial di antara semut telah membuat mereka (yang menjadikannya sesuai terlebih dahulu) untuk penyebaran benih yang berkesan.

Semut juga mempunyai ciri-ciri lain yang sesuai untuk peranan pengedar benih. Di kebanyakan habitat, semut tergolong dalam serangga yang paling banyak; mereka secara intensif mencari makanan di permukaan tanah sepanjang tempoh tumbuh-tumbuhan; Setelah menemui sumber makanan baru, semut menggerakkan individu yang bekerja untuk mengumpulkan makanan sebanyak mungkin; jika ada tempat, terutamanya kaya dengan makanan, mereka bahkan boleh berpindah ke sana dengan seluruh sarang. Semua tingkah laku ini bermanfaat untuk tanaman seperti mur yang ingin mengedarkan benihnya.

Sejak myrmecochoria dijumpai di seluruh dunia di berbagai habitat, ahli ekologi bertanya-tanya apakah ada corak umum dalam kelebihan evolusi yang diperoleh oleh tumbuhan kerana fenomena ini. Dan baru-baru ini, sejumlah eksperimen di ladang dan makmal telah menunjukkan bagaimana daya tarikan benih semut meningkatkan kelangsungan hidup dan kesuburan spesies tumbuhan myrmecochor.

Manfaat tanaman dari penyebaran biji oleh semut

Memperluas batas jangkauan adalah faedah utama bagi tanaman dari penyebaran biji oleh semut. Selalunya semut membawa biji hanya satu atau dua meter, tetapi pergerakan dicatat pada jarak 70 m.Jadi berkat semut, tanaman mendapat peluang untuk mengisi wilayah baru. Penyebaran populasi mengurangkan kemungkinan kepupusannya disebabkan oleh perubahan habitat tempatan. Semut jenis apa pun dapat memberikan kelebihan ini tanpa mengira kebiasaan membina sarangnya.

Terima kasih kepada semut, kemungkinan kelangsungan hidup benih juga meningkat, kerana mereka terbawa dari tanaman induk dan bayangannya tidak akan menghalang perkembangan anak benih. Salah seorang penulis kajian, iaitu Handle, melakukan eksperimen berikut. Benih sedimen Carex peduncula (a, ditinggalkan di bawah tanaman induk, memberikan anak benih dengan hanya tiga daun, dan dari biji yang dikeluarkan dari bawahnya, bibit berkembang dengan rata-rata 89 daun pada waktu yang sama. Lebih-lebih lagi, benih yang dipindahkan banyak lebih produktif: hanya mereka yang memberi tanaman yang mekar pada musim panas berikutnya.

Pergerakan benih oleh semut mengurangkan persaingan bukan hanya antara anak benih dan tanaman induk, tetapi juga antara tanaman dari spesies yang berbeza. Oleh itu, dalam eksperimen Handle dengan tiga spesies Carex (yang mana satu adalah Mirmekohor), yang tumbuh di satu habitat, kehadiran sedimen lain mengganggu spesies Myrmecohor, dan ia hanya tumbuh dengan baik.

Oleh kerana semut tempatan hanya meminati biji dengan eliosom, mereka semestinya membawa benih Mirmekochor ke dalam sarang mereka. Berkat ini, spesies myrmechor dapat memonopoli di habitat tersebut kawasan di mana terdapat banyak lubang semut (misalnya, di kayu busuk). Di sini dia tidak perlu bersaing dengan spesies Carex lain untuk ruang, cahaya, nutrien dan sumber asas lain. Mirmekohoriya akan efektif dengan adanya perwakilan dari banyak genera lain, anak benih yang bersaing untuk "tempat di bawah sinar matahari."

Kerugian yang lebih besar daripada persaingan, benih dan anak benih diderita kerana memakannya oleh haiwan, khususnya burung dan tikus kecil, yang benihnya menjadi dasar diet. Selain itu, seperti yang diketahui oleh setiap tukang kebun, siput dan siput juga memusnahkan anak benih.

Di sejumlah wilayah di dunia, kemungkinan telah dikaji bahawa kehadiran benih di semut melindungi mereka dari dimakan oleh sekurang-kurangnya beberapa haiwan berbiji. Menurut kajian yang dilakukan di hutan Virginia Barat dan di subalpine meadows pcs. Benih Colorado diletakkan di pelantar kecil, dilindungi dari penembusan semut, hampir pasti dimakan pada siang hari. Sekiranya semut tidak tersekat, benih dengan eliosom dengan cepat jatuh ke dalam simpanan bawah tanah mereka. Turnbell dari Universiti Macquarie di Australia menunjukkan bahawa di Viola nuttallii, yang tumbuh di Colorado, dinamika pembebasan benih bermusim dan harian sesuai dengan tempoh aktiviti semut maksimum.

Mungkin situasi yang paling menarik adalah memakan biji-bijian di komuniti heather dan kawasan hutan di Australia, di mana unsur vegetasi yang dominan adalah semak berdaun keras (sclerophylls), dan padang rumput myrmecochor cukup banyak, seperti halnya haiwan granivora. Ironinya spesies pemakan bijirin utama di sini adalah semut. Dilihat dari hasil salah satu karya terbaru oleh L. Hughes (juga dari Universiti Macquarie), dalam komuniti seperti itu, nasib benih yang jatuh bergantung pada siapa yang pertama kali menemukannya - semut "berguna" yang memindahkan benih, atau "berbahaya" yang memakannya. Sekiranya benih mempunyai eliosom, maka semut semut yang “berguna” akan mengambilnya sebelum yang “berbahaya”.

Ancaman lain adalah kebakaran. Terutama hebat peranan mereka dalam ekosistem Australia dan Afrika Selatan dengan dominasi semak. Namun, tanaman komuniti ini mempunyai sejumlah penyesuaian untuk bertahan dari kebakaran. Banyak spesies, termasuk beberapa mikrokimia, bukan sahaja tahan terhadap kebakaran, tetapi memerlukan kebakaran untuk pembiakannya.

Data yang diperoleh oleh sebilangan penyelidik Australia secara meyakinkan menunjukkan bahawa berpindah ke sarang semut melindungi benih dari kepanasan yang mematikan semasa kebakaran di komuniti semak. Tetapi sebilangan biji yang dibawa oleh semut tidak dapat bercambah tanpa pemanasan sublethal tertentu. Penggalian oleh sarang semut telah menunjukkan bahawa benih dikebumikan pada kedalaman yang berbeza. Susunan seperti itu di "lumbung" mungkin bermanfaat bagi tanaman, kerana berkat ini, benih yang tidak mengalami pemanasan yang fatal, tetapi cukup panas untuk bercambah, cenderung tinggal di beberapa lapisan.

Pengaruh semut terhadap keadaan persekitaran untuk perkembangan anak benih

Tidak seperti burung dan mamalia, menyebarkan benih yang datang kepada mereka hampir secara rawak di seluruh wilayah, semut membawanya ke tempat-tempat yang ditentukan dengan ketat di jajahan mereka; ciri tingkah laku ini juga meningkatkan kelangsungan hidup benih. Jadi, di hutan yang lembap, semut sering bersarang di batang dan tunggul busuk yang naik di atas permukaan tanah. Tempat seperti ini kurang terdedah kepada banjir semasa banjir musim bunga dan oleh itu sangat mudah untuk semut dan benih.

Seperti mana-mana komuniti haiwan (dan manusia) lain, sampah terkumpul di koloni semut. "Pembuangan sampah semut" mengandungi sisa-sisa mangsa, kotoran, mayat individu yang mati dan banyak bahan lain (yang kadang-kadang mustahil untuk meneka tentang tujuannya), yang semut diambil dan semut menyeret pulang ke rumah. Untuk menanam benih dan anak benih, terutama spesies myrmecochore, menuju ke tempat pembuangan sampah seperti ini boleh sangat berguna.

Sisa organik sering kaya dengan nutrien yang diperlukan untuk pertumbuhan tanaman (oleh itu, tukang kebun mengatur timbunan kompos, dan petani membawa kotoran ke dalam tanah perkebunan). Dalam sarang semut, kepekatan bahan organik, nitrogen, kalium dan fosfor sering kali lebih tinggi daripada di tanah sekitarnya. Oleh itu, sampah dari koloni semut dapat menyediakan anak pokok dengan bekalan kompos yang kecil tetapi siap dimakan, yang sangat diperlukan oleh tanaman pada peringkat awal pembangunan, yang sangat sensitif terhadap keadaan persekitaran.

Kelangsungan hidup anak benih juga difasilitasi oleh sifat fizikal tanah di mana sarang semut berada, dan kawasan berdekatan. Pembinaan sarang semut sering menjadikan tanah lebih longgar dan berudara lebih baik, meningkatkan kemampuannya untuk menahan air. Menurut beberapa penyelidik, perkara utama yang memberi tanaman kepada sarang semut adalah kedatangan jumlah air yang diperlukan ke anak benih pada saat akarnya masih terlalu kecil untuk memberi air secara mandiri kepada tanaman.

Eksperimen untuk menilai peranan myrmecochoria

Oleh itu, jelas bahawa semut dapat mempengaruhi keadaan persekitaran secara signifikan untuk perkembangan anak benih. Untuk menilai peranan myrrhocochoria dalam evolusi, eksperimen lapangan dilakukan di mana nasib dua kumpulan benih dikesan dan dibandingkan: beberapa biji dibawa ke sarang oleh semut, dan yang lain ditaburkan secara manual di habitat yang sama. Antara eksperimen pertama seperti ini dikaji dua spesies violet myrmecochor di selatan England. Setelah 3 tahun, ketika benih tumbuh dan benih muncul, ternyata semua tanaman yang masih hidup adalah milik eksklusif kumpulan yang melewati semut.

Percubaan serupa dilakukan dengan tanaman berusia dua tahun, Corydalis aurea, yang memberikan biji pada tahun kedua. F. Hanzawa dari Grinnel College mendapati bahawa kadar kelangsungan hidup anak benih yang tumbuh di dalam dan di luar semut adalah sama. Walau bagaimanapun, di antara anak benih kumpulan pertama, peratusan mangsa musim sejuk dan mencapai usia pembiakan lebih tinggi.Ini menyebabkan fakta bahawa pada generasi akan datang, perbezaan jumlah biji yang dibentuk oleh tanaman dari kumpulan pertama dan kedua ternyata sangat ketara: hasil biji dari tanaman yang melewati semut ternyata dua kali lebih banyak daripada kumpulan kawalan.

Oleh kerana pada generasi pertama bilangan biji dalam kumpulan yang berlainan sama, jelas bahawa populasi jambul emas, yang dieksploitasi oleh semut, akan tumbuh jauh lebih cepat daripada ketiadaan semut. Penduduk yang berkembang pesat cenderung memenangi persaingan dengan tanaman lain untuk nutrien, tempat tinggal dan sumber lain. Oleh itu, data Hanzawa menunjukkan bahawa keadaan persekitaran pengedaran benih, termasuk kehadiran semut, mempengaruhi potensi evolusi populasi tanaman.

Oleh itu, myrmecochoria pasti memberikan sejumlah kelebihan kepada spesies tumbuhan tertentu. Tetapi belum dapat ditentukan dengan pasti apa sebenarnya kemenangan semut dalam proses interaksi ini. Katakanlah, diketahui bahawa semut mencari makan secara aktif mencari eliosom, cepat-cepat mengambilnya dari biji dan memberi makan kepada larva. Tetapi bagaimana tingkah laku ini mempengaruhi kadar pertumbuhan koloni semut masih belum dapat dilihat.

Perlu diperhatikan adalah kenyataan bahawa tidak semua semut terlibat dalam pembahagian benih. Ketika benih dicurahkan dari tanaman, hanya sebilangan kecil spesies semut yang mendiami habitat tertentu menunjukkan minat terhadap eliosom. Pasti ada pengkhususan tertentu di antara semut, tetapi masih belum diketahui sifatnya - tingkah laku, morfologi, makanan atau yang lain.

Itulah sebabnya pengedaran benih oleh semut dapat dianggap sebagai model penting untuk mempelajari berbagai interaksi antara tumbuhan dan haiwan, yang dalam arti tertentu nampaknya tidak simetri. Tumbuhan dengan jelas mengembangkan penyesuaian khas untuk menangani semut (yang paling ketara di antara watak penyesuaian adalah eliosom), tetapi penyesuaian yang diperoleh oleh semut jauh dari jelas.

Walaupun myrmecochoria membenarkan dirinya sebagai mekanisme pembahagian benih, pada masa yang sama ia tidak boleh dipercayai sepenuhnya. Eliosom menarik bagi semut pelbagai kumpulan. Namun, seperti yang ditunjukkan oleh eksperimen dengan Corydalis emas, anak benih tidak pernah muncul di sarang beberapa spesies semut. Nampaknya, semut ini menggunakan eliosom secara percuma, mungkin memusnahkan benih yang melekat padanya, atau anak benih.

Selain semut perompak seperti itu, di mana-mana habitat terdapat kira-kira selusin faktor lain yang mempengaruhi kejayaan atau kegagalan myrrh-mechoria sebagai mekanisme penyaluran benih. Kadang kala tempat tinggal semut dibanjiri oleh hujan; epizootik kulat atau aktiviti ganas pemangsa boleh merosakkan populasi mereka. Dengan banyak sumber makanan lain, eliosom mungkin tidak begitu menarik bagi semut. Sekiranya beberapa spesies tumbuhan harus bersaing untuk mendapatkan khidmat semut mereka, spesies tumbuhan tersebut mungkin akan mengabaikan benih dengan eliosom terkecil.

Mirmekohoriya - saling bersyarat

Oleh kerana kecekapan pengagihan benih oleh semut berbeza-beza, X. Cashman dari Universiti Macquarie dan J. Eddicott dari Prov. Alberta (Kanada) mencadangkan bahawa myrmecohoria adalah saling bersyarat. Pada satu masa atau yang lain di tempat tertentu, mekanisme ini, bergantung pada keadaan yang berlaku, mungkin tidak berfungsi dengan sangat berkesan.

Walau bagaimanapun, jika semua syarat dipenuhi, faedah myrmecochoria untuk kedua-dua tumbuhan dan semut sangat ketara. Dan faedah ini sangat besar sehingga tekanan pemilihan mengekalkan sifat-sifat yang diperlukan untuk mengekalkan jenis tingkah laku yang sesuai.

Sebaik sahaja senarai tanaman myrrh-mechor yang terkenal berkembang sepanjang masa, diharapkan pengetahuan mengenai peranan mekanisme penyelesaian tanaman ini di biota global akan berkembang. Kajian lanjutan mengenai faedah yang dihasilkan oleh myrmecochoria kepada tumbuh-tumbuhan dan semut juga akan membantu menjelaskan hubungan gotong-royong dan implikasi evolusi mereka.