Nowe badanie wykazało, że mrówki Attine rozwinęły adaptacje strukturalne, szczególnie do bakterii żywicielskich Pseudonokardiaco pomaga w hodowli grzybów.
W badaniu zbadano ewolucję pożytecznych bakterii żyjących wewnątrz i na powierzchni mrówek hodowlanych. Mrówki Attine angażują się w wzajemne relacje, hodując grzyby, co jest jedną z najlepiej zbadanych symbioz w przyrodzie. W latach 90. badacze odkryli dodatkowego partnera w tym związku: promienicę znaną jako Pseudonokardia. Bakteria ta zamieszkuje naskórek mrówek – ich ochronny egzoszkielet – gdzie odżywia się wydzielinami gruczołów podskórnych.
Pseudonokardia Wiadomo, że zabija patogen grzybowy Escovopsisktóre mogłyby zniszczyć mutualistycznego grzyba mrówek. Jacobus J. Boomsma i współpracownicy zsekwencjonowali próbki od 194 mrówek z 11 attyn gatunek zebrane w Panamie w celu oceny zakresu koewolucji między mrówkami a ich mieszkańcami naskórka.
Trzy z 11 gatunków attyn występowały w dużych ilościach Pseudonokardiaw tym dwa Akromyrmex mrówki wycinające liście. Pięć innych gatunków miało promieniowce kutykularne inne niż Pseudonokardiabez wyraźnych wzorców filogenetycznych.
Wgląd w strukturę i funkcję gruczołów mrówek
Autorzy zbadali gruczoły odżywcze mrówek za pomocą transmisyjnej mikroskopii elektronowej, ujawniając podobne struktury u różnych gatunków, co sugeruje, że mrówki attynowe wyewoluowały adaptacje strukturalne i funkcjonalne do przyjmowania promieniowców kutikularnych tylko raz, wkrótce po zapoczątkowaniu hodowli grzybów.
Jest jednak oczywiste, że gruczoły są zdolne do odżywiania szczepów bakteryjnych innych niż Pseudonokardia. Porównanie filogenezy mrówek oraz ich naskórka i jelit Pseudonokardia wskazuje, że Pseudonokardia były początkowo symbiontami jelitowymi i stały się symbiontami kutykularnymi późno w ewolucji attyn, około 20 milionów lat temu, zbiegając się z ewolucją nowych rodzajów w Ameryce Środkowej/Północnej.
Według autorów wcześniejsze sprzeczne ustalenia można wytłumaczyć brakiem oddzielenia wnętrzności i skórek podczas sekwencjonowania oraz faktem, że mrówki łatwo nabywają nienaturalne promieniowce, gdy są trzymane przez dłuższy czas w warunkach laboratoryjnych.
Odniesienie: „Od środka: czy bakterie Pseudonocardia znajdujące się w naskórku mrówek hodujących grzyby zostały pierwotnie udomowione jako symbionty jelitowe?” autorzy: Tabitha M Innocent, Panagiotis Sapountzis, Mariya Zhukova, Michael Poulsen, Morten Schiøtt, David R. Nash i Jacobus J. Boomsma, 15 października 2024 r., Nexus PNAS.
DOI: 10.1093/pnasnexus/pgae391
