Исследование показывает, как растения зависят от муравьёв
Температура, осадки, состав почвы и солнечный свет могут быть не единственными факторами успеха растения. Муравьи в роли распространителей семян могут играть столь же важную роль в определении того, процветает вид или вымирает.
В выпуске журнала Global Change Biology от 28 октября Роберт Уоррен и Марк А. Брэдфорд исследуют, как присутствие холодо- или теплолюбивых муравьёв влияет на раннецветущие весенние растения. Авторы утверждают: «Взаимодействие видов зависит от синхронизации их жизненных циклов».
Предыдущие исследования Уоррена показали, что холодоустойчивый вид муравьёв Aphaenogaster picea был вытеснен в северной Джорджии теплолюбивым видом Aphaenogaster rudis за три десятилетия роста минимальных температур. A. picea выходит из зимней спячки ранней весной при минимальной температуре 4º C; A. rudis требует более поздней весенней температуры в 10º C. В результате A. picea фуражирует ранней весной, когда эфемероиды сбрасывают семена; A. rudis начинает фуражировать слишком поздно для распространения семян раннецветущих растений.
Фенология — это изучение сезонных событий жизненного цикла. «Успешное взаимодействие видов требует, чтобы вовлечённые виды реагировали на одни и те же сигналы», — сказал Уоррен.
Холодолюбивый вид A. picea разделяет температурные сигналы с Anemone americana, обычным ранневесенним дикорастущим цветком, который сбрасывает семена ранней весной, и муравьи подбирают и разносят эти семена. Однако A. americana сбрасывает семена за недели до того, как A. rudis начинает фуражировать, поэтому мутуализм по распространению семян нарушается, и семена остаются под материнскими растениями.
«Все экологические сообщества основаны на взаимодействиях между видами. Изменение климата нарушает фенологическую синхронность», — сказал Уоррен.
В то время как многие исследования изменения климата сосредоточены на его прямом влиянии на виды, эта работа предполагает, что, нарушая синхронность между видами, оно оказывает важные косвенные эффекты.
В 2006 году были обследованы популяции двух видов растений (A. americana и Asarum arifolium), и взрослые особи репродуктивного возраста каждого вида были пересажены. Половину высадили на участках к северу от границы ареалов A. picea/A. rudis, половину — к югу. В 2011 году команда обследовала участки и изучила расположение потомства растений (сеянцев). Они также тщательно изучили виды муравьёв, еженедельно с марта по июнь 2010 года и ежемесячно с марта по июнь 2011 года отслеживая приманки с тунцом на каждой площадке. Всего на станциях фуражировки было отмечено одиннадцать видов муравьёв и 3066 особей.
На обоих участках потомство поздноцветущего A. arifolium было рассеяно таким образом, что это указывало на сбор семян муравьями. Однако потомство раннецветущего A. americana к югу от границы A. picea/A. rudis (где встречается только A. rudis) сгруппировалось вокруг родительского растения, что указывает на отсутствие рассеивания. Мутуализм по распространению семян восстановился на северном участке, где A. picea не был вытеснен.
«Эти результаты позволяют предположить, что наличие и обилие эффективных распространителей, а также фенологическая синхронность так же важны для формирования экологической ниши растения, как свет, вода и температура», — сказал Уоррен.