螞蟻增加農(nóng)民植物的營養(yǎng)

大約12000年前，人類開始種植農(nóng)作物。螞蟻已經(jīng)很久了。切葉蟻是最著名的昆蟲種植者，屬于昆蟲的一種，基于切碎的植物材料，已經(jīng)經(jīng)營真菌農(nóng)場超過5000萬年。然而，大約300萬年前，螞蟻在斐濟(jì)群島開始種植開花植物。

牛津大學(xué)植物科學(xué)系的紀(jì)堯姆喬米基博士領(lǐng)導(dǎo)的研究表明，螞蟻農(nóng)業(yè)已經(jīng)改變了植物生理學(xué)數(shù)百萬年。養(yǎng)殖螞蟻將富含氮的糞便直接沉積到植物中，這導(dǎo)致了這些高吸水性植物結(jié)構(gòu)的進(jìn)化。這意味著螞蟻衍生的營養(yǎng)物質(zhì)主動瞄準(zhǔn)高吸收部位，而不是作為副產(chǎn)品沉積下來。這一新的認(rèn)識可能為我們爭取糧食安全的斗爭提供重要線索。

這項研究的第一作者喬米基博士說：“植物吸收氮的速度是植物生長速度的關(guān)鍵限制因素。大多數(shù)植物，包括我們的作物，從土壤中吸收氮，所以它們不會自然暴露在非常高的氮濃度下。在這里，幾百萬年來，螞蟻直接將富含氮的糞便沉積在植物中。正在進(jìn)行的工作旨在破譯這項研究中發(fā)現(xiàn)的高吸水性植物結(jié)構(gòu)的遺傳基礎(chǔ)，這些結(jié)構(gòu)最終可能會轉(zhuǎn)移到我們的作物上，從而提高它們的氮吸收率。

這是一種獨(dú)特的農(nóng)業(yè)。螞蟻不僅種植食物，還種植家園：植物提供現(xiàn)成的洞穴，螞蟻筑巢。這種關(guān)系對雙方都至關(guān)重要：螞蟻已經(jīng)失去了大多數(shù)其他熱帶樹棲螞蟻的筑巢能力，植物——附生植物(生長在樹木表面的植物)——依靠螞蟻獲得營養(yǎng)和防御。

為了測試螞蟻養(yǎng)殖植物的營養(yǎng)是否發(fā)生了變化，Chomicki追蹤了螞蟻營養(yǎng)在這些斐濟(jì)島植物中的沉積。在培養(yǎng)的植物物種中，專門的螞蟻會在植物內(nèi)壁的高吸水疣上排便。在生活在同一斐濟(jì)熱帶雨林的密切相關(guān)的非養(yǎng)殖植物物種中，螞蟻沒有表現(xiàn)出這種農(nóng)業(yè)行為。這項研究表明，類似的高吸水疣在螞蟻種植的植物中反復(fù)進(jìn)化。

《新植物學(xué)家》今天發(fā)表的研究表明，由于昆蟲養(yǎng)殖戶為其作物提供營養(yǎng)，它們可能會改變作物的營養(yǎng)，就螞蟻而言，這導(dǎo)致了兩個伙伴的進(jìn)化。螞蟻和植物。

慕尼黑大學(xué)的倫納教授是這項研究的資深作者，他說：“螞蟻對植物的馴化使螞蟻對氮的吸收增加了三倍。這種緊密的營養(yǎng)循環(huán)是一項重要的資產(chǎn)，因為附生植物生活在無土樹冠中。

這支持了這樣一種觀點(diǎn)，即數(shù)百萬年的螞蟻農(nóng)業(yè)已經(jīng)將植物生理學(xué)從來自螞蟻的副產(chǎn)品轉(zhuǎn)變?yōu)樵诟呶詧鏊闹鲃雍陀嗅槍π缘氖┓?。就像我們新的“精?zhǔn)農(nóng)業(yè)”一樣，計算機(jī)控制的設(shè)備和無人機(jī)被用來在最需要的地方定位養(yǎng)分。這些螞蟻已經(jīng)發(fā)展成為一種特殊的精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)。它們的目標(biāo)是植物特定組織對營養(yǎng)的過度吸收。

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