Mravi su poznati po svom uređenom i složenom društvenom ponašanju. U tropima su takođe poznati po formiranju mutualizama sa biljkama. Određene vrste drveća imaju upadljive šuplje otoke u kojima žive mravi, često ih hrane specijalizovanom hranom za mrave. Zauzvrat, mravi su oporni telohranitelji, koji se raju da agresivno brane biljku od neprijatelja.
Naučnici su posmatrali ove uzajamnosti vekovima, ali trajno pitanje je kako su se ove intrigantne interakcije uopšte razvile. To ostaje misterija, ali novo istraživanje koje vodi biolog sa Univerziteta Juta Rodolfo Probst nudi uvide koji bi mogli proširiti naše razumevanje simbioza mrava i biljaka.
Objavljeno u časopisu Proceedings of the Royal Society B, njegovo istraživanje se fokusiralo na rod mrava pod nazivom Mirmelachista. Većina vrsta Mirmelachista se gnezdi u mrtvim ili živim stabljima biljaka, bez ikakvog specijalizovanog uzajamnog povezivanja. Ali poznato je da se jedna grupa vrsta u Centralnoj Americi gnezdi samo u živim stablima određenih vrsta malog drveća, u specijalizovanoj simbiozi sličnoj drugim uzajamnostima mrava i biljaka.
Ovi sitni žuti mravi izdubljuju stabljike bez oštećenja biljaka domaćina i mogu se naći širom Centralne Amerike. Takva simbioza zahteva složena i nova ponašanja i morfologiju, a smatra se da se retko dešava. Specijalisti iz Centralne Amerike bili su grupa od devet vrsta koje su sve delile ove složene osobine i samo su se malo razlikovale jedna od druge.
Pretpostavljalo se da je jedan zajednički predak morao razviti simbiozu tokom dužeg vremenskog perioda, a radilo se o veoma mladim vrstama koje su se pojavile nakon što je simbioza evoluirala. Probst je napravio izvanredno otkriće. Koristeći podatke o sekvenci DNK da otkrije njihovu evolucionu istoriju, otkrio je da se ovih devet vrsta javlja kao dva klastera u različitim delovima evolucionog stabla.
To znači da je ovaj složeni odnos, sa svim svojim karakterističnim karakteristikama, dvaput evoluirao od predaka nespecijalista. I ne samo to, već su evoluirali u neposrednoj blizini, i to otprilike u isto vreme, pre oko 3 miliona godina. „Voleo bih da mogu samo uzeti vremensku mašinu i videti je“, rekao je Probst. „Možda je upravo ekologija ili dostupnost biljaka pomogla da se ta prijateljstva razviju na prvom mestu.“
On tvrdi da je ovo slučaj konvergentne evolucije, gde za razliku od vrsta evoluiraju da budu sličnije, često zato što zauzimaju slične specijalizovane ekološke niše. Zamislite kitove i ribe. Nekako su ovi mravi razvili isto ponašanje u onome što je Probst nazvao „evolucionim deža vu“.
„Oni izgledaju toliko slično da je štedljiva pretpostavka bila da je ovaj uzajamnost možda jednom evoluirao“, rekao je Probst. „Najbolji deo našeg rada je to što pokazujemo da se ove vrste prijateljstva između mrava i biljaka razvijaju više puta nezavisno. Da li je to evolucioni deja vu? To je kao da ako se dogodi, moglo bi se ponoviti ako vam se da odgovarajući ekološki uslovi.“
Njegova dva koautora su poznati entomolog Džek Longino, poznatiji među studentima U kao The Astonishing Ant Man zbog svoje stručnosti i ogromne lične kolekcije uzoraka mrava koji se čuvaju u kampusu, i bivši postdoktorski istraživač U Škole bioloških nauka Majkl Bransteter, sada sa Jedinica za istraživanje insekata oprašivača američkog Ministarstva poljoprivrede na Državnom univerzitetu Juta.
„Glavna priča u ovom radu je neočekivani deo. Rodolfoov rad je otkrio dve nezavisne evolucije složenog odnosa sa biljkama. On sugeriše da su razvojni gradivni blokovi za veoma karakteristične ili složene karakteristike lako pri ruci i da mogu brzo da evoluiraju između različitih skupova vrsta kada se za to stvore uslovi“, rekao je Longino, profesor biologije koji je proveo više od četiri decenije proučavajući mrave, uglavnom u tropskim regionima.
„Sama morfologija nikada nije bila dobra u otkrivanju odnosa među vrstama, evolucionom takmičenju koje je način na koji se život na planeti diverzifikovao.“
Uz stalnu pomoć studenata Inicijative za naučno istraživanje univerziteta, Probst želi da sprovede čitavo genomsko sekvenciranje kako bi otkrio gene uključene u asocijacije mrava i biljaka, tražeći „ispod haube“ fenomena koji je vekovima intrigirao prirodnjake.
