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  • 气候变化迫使僵尸蚂蚁真菌适应

     时间:2021-04-08 10:05:13  来源:

    僵尸蚂蚁会夹在空中植被上,并会悬挂数月以喷出其寄生真菌的孢子,但研究人员注意到,它们并不总是夹在植物的同一部位。现在,研究人员知道,叶子或树枝的选择与气候有关,并且气候变化迫使真菌适应当地条件。

    宾夕法尼亚州立大学昆虫学和生物学副教授戴维·休斯说:“在热带地区,僵尸蚂蚁会咬到叶子上,而在温带地区,它们会咬树枝或树皮。”

    僵尸蚂蚁实际上是感染寄生真菌的各种木匠蚂蚁。大约一半的木匠蚂蚁可以被感染,每种物种都有自己的真菌。目前,僵尸现象在除欧洲以外的所有大洲都在全球范围内发生。但是,在德国发现了一种僵尸化石蚂蚁,因此它们在欧洲也曾经存在过。

    休斯说:“他们可能不在欧洲,因为那里的森林管理得很好。”“他们可能在那里在那里灭绝了。”

    僵尸蚂蚁的孢子从上方落在蚂蚁上,真菌将其作为营养源在蚂蚁体内繁殖。最终,真菌操纵蚂蚁爬到树枝上并咬咬。如果被感染的蚂蚁在殖民地或地面上死亡,则感染另一只蚂蚁的机会为零,因此将蚂蚁尸体放置在真菌可以广泛分布的位置对于这些真菌至关重要。

    宾夕法尼亚州立大学昆虫学博士后Raquel G. Loreto说:“在夏末和初秋,蚂蚁到处都是叶子和树枝。”“但是在温带地区,树木是落叶的,秋天落叶。那里的蚂蚁咬到树枝上。”

    热带森林几乎完全是常绿的,常年留叶。许多温带林木在秋天掉落了所有的叶子。

    距今约4,700万年前的德国化石显示,蚂蚁咬在叶子上。在那个时代,湿的常绿森林从赤道到南北两极。因为所有的森林都是常绿的,所以所有的僵尸蚂蚁都会选择咬树叶。

    随着气候变冷,全球最北端和最南端的温带森林开始生长。树叶掉下来的那些区域中的僵尸蚂蚁会很快落在地面上。将其宿主操纵到叶片上的真菌物种无法成功繁殖。这意味着在操纵蚂蚁宿主的地方有强大的自然选择力。随着时间的流逝,真菌会进化,因此在温带地区,僵尸蚂蚁会被叮咬到树枝或树皮上。

    洛雷托说:“有些蚂蚁不仅会咬树枝,而且会把它们的后腿缠在树枝上并保持住。”“他们之所以这样做,是因为咬树枝还不足以将它们抓住。”

    这种操纵行为在全球温带地区发展。研究人员在最新一期的进化论中报告了他们的研究结果。

    他们研究了三个不同的领域。首先,他们确定热带僵尸蚂蚁总是咬树叶,而温带僵尸总是咬树枝和树皮,并且发现90%的死温带蚂蚁的双腿都缠绕在树枝上。

    然后,他们确定咬叶而不是细枝咬是祖先的特质-这种方法最初是在世界变暖时使用的。他们还确定,树枝咬的行为在不同的时间在不同的地方发生了演变,这使其成为在温带地区在不同位置独立出现的融合进化特征-在这种情况下是北美和日本。

    许多工作都涉及在任何可能的地方找到僵尸蚂蚁的样本?博物馆,其他馆藏,照片和以前编译的数据集。

    休斯说:“我们在这里拥有一个伟大的资产,那就是金·弗莱明。”“金是一位公民科学家,他在南卡罗来纳州的财产被彩花装饰,僵尸蚂蚁挂在树上。作为一名出色的摄影师和自然历史学家,Kim可以通过连续拍摄她土地上的样本,在18个月内为我们收集有关僵尸蚂蚁的详细数据。这些宝贵的数据本来很难收集的。

    金是本文的作者,但也许对她的重要性的最大认可是,感染南卡罗来纳州木匠蚂蚁的真菌物种现在以她的名字 Ophiocordyceps kimflemingiae命名。

    研究人员还通过检查从尽可能多的样本中提取的DNA来研究各种真菌的系统发育关系。他们发现,从基因上讲,树枝咬和腿部包裹是独立发展的,可以使真菌适应植物的温度。

    休斯说:“我们可以估计这些变化发生在40到2000万年前。”“但是,由于僵尸化石的稀缺性,我们目前无法比现在更加具体。”

    每当气候变化时,气候变暖或变冷,变湿或变干,植物和动物要么适应要么死亡。僵尸蚂蚁真菌也很好地适应了周围不断变化的环境,他们对木蚂蚁的操纵确保了它们直到今天的生存。

    休斯说:“这里值得注意的是,我们已经证明,微生物对动物的复杂操纵已经响应了气候对动植物施加的选择压力。”“那是一个很酷的发现,确实使我们兴奋。”

     

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