螞蟻攜帶抗生素以保護它們的作物

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在過去的幾千年裡,蟻科的切葉蟻族一直在照料它們食用的真菌花園。在過去的幾十年裡,科學家們一直在研究這些農業昆蟲,試圖瞭解它們的花園最初是如何生長的。現在,一組科學家發現,螞蟻在它們身體的特殊口袋裡攜帶一種強大的抗生素細菌,這種細菌有助於控制一種會破壞它們真菌收成的寄生蟲。

威斯康星大學的昆蟲學家卡梅倫·柯里和他的同事們在用電子顯微鏡掃描了兩種巴拿馬螞蟻,即Cyphomyrex longiscapusC. muelleri後,在它們外骨骼的新月形凹坑中發現了這種抗生素細菌。這種細菌——屬於Pseudonocarida屬——在螞蟻的單個面甲和其他外部部分上繁殖,使其能夠將抗寄生蟲劑塗抹在真菌作物上。螞蟻還透過從連線到淺坑的特殊外分泌腺分泌營養物質來滋養微生物。

柯里觀察到:“我們檢查的每個螞蟻物種都有不同的、高度修飾的結構來支援不同型別的細菌。這表明螞蟻已經迅速適應了維持細菌。這也表明細菌和螞蟻,以及真菌和寄生蟲之間的共同進化,顯然從很早以前就開始了,大概有數千萬年了。”


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事實上,根據柯里的說法,有超過200種螞蟻表現出這種複雜的共生關係。柯里指出:“現在看來,種植真菌的螞蟻更傾向於培養它們的互利共生細菌,而不是培養它們的互利共生真菌。”

這一意外的發現也為人類農業和醫學帶來了希望:螞蟻已經能夠在長達5000萬年的時間裡避免產生耐藥性。柯里說:“我認為這與螞蟻有幾種機制來抑制寄生蟲有關。除了細菌,螞蟻還有特殊的行為,包括從真菌花園中去除寄生蟲。”

切葉蟻加入了一小部分已知攜帶有益微生物的其他昆蟲、動物和植物的行列。然而,可能還有更多這樣的物種有待發現。柯里補充說:“對我來說,這表明我們對自然系統和自然界的微生物知之甚少。種植真菌的螞蟻被研究得非常透徹,但這種形態學特徵直到現在才被注意到。還有哪些其他生物可能正在利用這種型別的聯絡?我們對其他沒有像螞蟻那樣被密切研究的系統又瞭解多少呢?”

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