Jak grzybki rządzą mrówkami

Hej ho, na grzyby by się szło - tak mogłyby brzmieć pierwsze słowa hymnu mrówek z rodzaju Acromyrmex. 24 gatunki należące do Acromyrmex, a także 200 gatunków innych rodzajów, na co dzień określa się wspólną nazwą - grzybiarki parasolowe.

To one są często bohaterkami kręconych w tropikach filmów przyrodniczych, na których długie szeregi drobnych owadów pędzą z drzew i krzewów w stronę mrowiska, trzymając nad sobą, niczym parasol, kawałek odciętego liścia (stąd też inna nazwa - mrówki ścinające liście, ang. leaf-cutting ants). A skąd grzybiarki? Ano stąd, że mrówki te zasłynęły w botanicznym świecie jako sprawni rolnicy, a przedmiotem ich uprawy są właśnie grzyby. We wczorajszym "Science" naukowcy z Danii opisują swoje badania, w których dokładnie przyjrzeli się mrówczym farmom.

Obcym wstęp wzbroniony

Kultura rolnicza mrówek narodziła się w Ameryce Południowej mniej więcej 50-60 mln lat temu. Grzybne uprawy oparte są na zasadzie mutualizmu, czyli takiej formy symbiozy, w której obydwa współżyjące ze sobą organizmy odnoszą korzyści. Tutaj w przypadku mrówek korzyścią jest oczywiście dostęp do pokarmu, czyli grzybów. Natomiast grzyby otrzymują troskliwą opiekę i doskonałą pożywkę (przeżute i rozdrobnione fragmenty liści). Są też przekazywane kolejnym pokoleniom owadów.

Gdy dziewicza królowa opuszcza mrowisko, by założyć swoje własne gniazdo, zabiera ze sobą niewielki fragment grzybni, która stanowi zalążek nowej farmy. Rodzone przez królową robotnice dbają o to, by hodowla się rozwijała. W mrowisku znajduje się niekiedy ponad 200 podziemnych ogródków. Wszystkie hodowane tam grzyby są klonami (tzn. identycznymi pod względem genetycznym kopiami) pierwszej sadzonki. Oczywiste jest, że w ich interesie leży, aby na terenie mrowiska nie pojawiły się żadne inne gatunki grzybów, mogące zagrozić ich dominacji.

Jak jednak grzybki mogą walczyć z konkurencją? To pytanie zadali sobie Michael Poulsen i Jacobus Boomsma z Uniwersytetu w Kopenhadze. Obserwowali przedstawicieli dwóch pochodzących z Panamy gatunków: Acromyrmex echinatior i Acromyrmex octospinosus.

W specjalnym laboratorium, w którym odtworzono warunki panujące w naturalnym środowisku, mrówki przez kilka lat pracowicie budowały mrowiska i zakładały kolejne grzybne ogródki wielkości piłeczki do tenisa ziemnego. Duńczycy w pierwszej kolejności postanowili zbadać, co się stanie, jeżeli do którejś z farm podrzucą grzybki różniące się od miejscowych. Okazało się, że mrówki gospodarze wykazały się wyjątkową lojalnością. W bardzo krótkim czasie rozpoznały, zlokalizowały i wypleniły intruzów ze swojego ogródka.

Skąd to mrówcze przywiązanie do miejscowego gatunku grzybów? Okazuje się, że nie jest ono bezinteresowne. Grzyby potrafią je wymusić na mrówkach.

Jak mnie nie zjesz, to nie urosnę

Jednym z najważniejszych etapów uprawy grzybów jest ich nawożenie. Każda mrówka, jak już zje i przetrawi swoją codzienną porcję grzybków, idzie na farmę, staje nad grządką i, delikatnie mówiąc, oddaje kilka kropelek "obornika", żeby zwiększyć przyszłe plony. Grzybki wchłaniają "drogocenną" substancję i tak odwieczny krąg życia ulega zamknięciu.

To nasunęło duńskim badaczom pewien pomysł. Jeżeli obcych grzybków nie udało się po prostu przesadzić na farmę, to może uda się je przemycić w formie kompostu? Pobrali więc próbki odchodów od obcych mrówek, które uprawiają i pożywiają się innym gatunkiem grzybów, a następnie zaczęli nim zraszać ogródek w "swoim" mrowisku. Hodowane tam grzybki natychmiast rozpoznały (choć na razie nie wiadomo, w jaki sposób), że to nawóz konkurencji. I odmówiły konsumpcji. Po prostu przestały go w siebie wchłaniać.

W kolejnym eksperymencie badacze starali się być sprytniejsi. Może grzybki nie będą w stanie rozpoznać obcego nawozu, jeżeli zostanie on przemycony w odchodach ich własnych gospodarzy? Grupę mrówek odseparowano z mrowiska i przez dziesięć dni karmiono grzybkami hodowanymi na co dzień w obcym gnieździe. Po tym czasie owady z powrotem umieszczono w ich własnych ogródkach. I co? Miejscowe grzybki kolektywnie odmówiły przyjmowania nawozu, którego źródłem były obce grzyby.

- Okazuje się, że to jednak grzyby są szefami, i to one narzucają mrówkom taki, a nie inny sposób uprawy. Wszyscy jednak dobrze na tym wychodzą. Grzybki są pewne, że ich gatunek przetrwa i na ich własnym poletku nie pojawi się groźny konkurent. Mogą więc całą energię skupić na bezustannym rozrastaniu się, a nie zabójczym współzawodnictwie. Kiedy ogródek z przysmakami rośnie aż miło, to z kolei mrówki są zadowolone - podsumowują uczeni wyniki swoich obserwacji.