Многоквартирное растение

Растения сквамеллярии делят своё внутренне пространство на несколько частей, чтобы населяющие их муравьи не поубивали друг друга.

В тропических лесах Меланезии можно встретить странные растения, которые выглядят как крупные волосатые клубни, из которых торчат стебли с листьями и цветками. Сами клубни сидят на деревьях. Это сквамеллярии, небольшой растительный род, большая часть видов которого растёт на островах Фиджи.

 Сквамеллярии – эпифиты, то есть деревья им нужны просто как опора, ни питательные вещества, ни воду они у них не берут, обходясь собственным фотосинтезом и впитывая влагу из воздуха и осадков. Кроме того, некоторые виды сквамеллярий получают подкормку от муравьёв. Их клубни пронизаны множеством ходов и камер, в которых располагаются муравьи нескольких видов. Муравьи в буквальном смысле удобряют свой дом: сквамеллярия впитывает некоторые соединения из муравьиного мусора, который накапливается во внутриклубневых ходах. В свою очередь, от растения муравьи получают не только убежище, но и нектар.

С одним из видов муравьёв, Philidris nagasau, у сквамеллярий сложились особенно тесные отношения. Колонии P. nagasau (которые, кстати, самостоятельно строить гнёзда уже разучились) часто распространяются сразу на несколько клубней, и сами муравьи помогают растениям расселяться на новые места. Семя сквамеллярии должно прорасти на дереве, а чтобы прорасти, оно должно удачно попасть в трещину в коре. Муравьи занимаются тем, что распихивают семена сквамеллярий в подходящие трещины. Причём делают они это до того, как плод сквамеллярии созреет и начнёт приманивать птиц. Муравьи же охраняют ростки сквамеллярий и вообще энергично атакуют растительноядных насекомых, которые хотели бы закусить сквамеллярией, хоть молодой, хоть старой.

Трёхмерная модель клубня сквамеллярии с тремя внутренними зонами для разных муравьёв. (Иллюстрация: Guillaume Chomicki, Susanne Renner, Science, 2025)

Исследователей в связи с муравьями и сквамелляриями долго занимал один парадокс: сквамелляриии не просто дают жильё разным видам муравьёв, эти разные виды нередко уживаются в одном и том же клубне. Муравьи не слишком дружелюбны друг к другу, и по идее не должны были бы уживаться вместе в пределах одной жилплощади. В недавней статье в Science описано, как им это всё-таки удаётся. Авторы работы использовали целый спектр методов: клубни сквамеллярий изучали с помощью компьютерной томографии, муравьям скармливали пищу с радиоактивными изотопами, чтобы проследить, где эти изотопы будут накапливаться, динамику муравьиных колоний описывали математическими моделями, и т. д. 

Оказалось, пространство внутри сквамеллярии организовано так, что муравьи разных видов могут занимать как бы отдельные квартиры, вообще не пересекаясь друг с другом. Не все ходы и камеры в клубне соединены со всеми, и муравьи могут выбрать себе какой-то сектор и бегать по нему буквально через стенку от другого вида, никак с ним не встречаясь; и даже выходы из каждого гнезда будут свои. То есть клубень сквамеллярии для муравьёв представляет собой разделённый на несколько частей дом с отдельным входом (или входами) для каждой части. На внутренние перегородки муравьи не покушаются – исследователи полагают, что они просто пропитаны веществами, которые муравьям не по вкусу. Но если их искусственно сломать, то немедленно разгорится конфликт, и буквально за полчаса муравьи разных колоний уничтожат друг друга.

Сквамеллярия в разрезе. (Иллюстрация: Guillaume Chomicki et al., Plants People Planet, 2019)

Математические модели говорят о том, что «многоквартирность» выгодна самой сквамеллярии – так она получает больше питательных веществ от муравьёв. Отчасти кажется, что тут растение «приручило» муравьёв, особенно если учесть тесное сотрудничество с вышеупомянутым P. nagasau. В то же время, как пишет портал ScienceNews, если оценить взаимную эволюцию муравьёв и сквамеллярий, то окажется, что генетических изменений для этого симбиоза всё-таки больше случилось у растений, чем у муравьёв, так что тут сложно сказать, кто кого «приручил».

 Вообще у таких растений есть специальное название – мирмекофиты, и сквамеллярии среди них не единственные. Так, в прошлом году мы писали об африканских экосистемах с акаций серполопастной и муравьями рода Crematogaster: часть колючек у акации раздута в полые шары, в которых живут крематогастеры, питающиеся нектаром цветков и защищающие растение от травоядных, причём не только от мелких вредителей, но даже от слонов.