蚂蚁携带抗生素以保护它们的作物

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在过去的几千年里,蚁科的切叶蚁族一直在照料它们食用的真菌花园。在过去的几十年里,科学家们一直在研究这些农业昆虫,试图了解它们的花园最初是如何生长的。现在,一组科学家发现,蚂蚁在它们身体的特殊口袋里携带一种强大的抗生素细菌,这种细菌有助于控制一种会破坏它们真菌收成的寄生虫。

威斯康星大学的昆虫学家卡梅伦·柯里和他的同事们在用电子显微镜扫描了两种巴拿马蚂蚁,即Cyphomyrex longiscapusC. muelleri后,在它们外骨骼的新月形凹坑中发现了这种抗生素细菌。这种细菌——属于Pseudonocarida属——在蚂蚁的单个面甲和其他外部部分上繁殖,使其能够将抗寄生虫剂涂抹在真菌作物上。蚂蚁还通过从连接到浅坑的特殊外分泌腺分泌营养物质来滋养微生物。

柯里观察到:“我们检查的每个蚂蚁物种都有不同的、高度修饰的结构来支持不同类型的细菌。这表明蚂蚁已经迅速适应了维持细菌。这也表明细菌和蚂蚁,以及真菌和寄生虫之间的共同进化,显然从很早以前就开始了,大概有数千万年了。”


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事实上,根据柯里的说法,有超过200种蚂蚁表现出这种复杂的共生关系。柯里指出:“现在看来,种植真菌的蚂蚁更倾向于培养它们的互利共生细菌,而不是培养它们的互利共生真菌。”

这一意外的发现也为人类农业和医学带来了希望:蚂蚁已经能够在长达5000万年的时间里避免产生耐药性。柯里说:“我认为这与蚂蚁有几种机制来抑制寄生虫有关。除了细菌,蚂蚁还有特殊的行为,包括从真菌花园中去除寄生虫。”

切叶蚁加入了一小部分已知携带有益微生物的其他昆虫、动物和植物的行列。然而,可能还有更多这样的物种有待发现。柯里补充说:“对我来说,这表明我们对自然系统和自然界的微生物知之甚少。种植真菌的蚂蚁被研究得非常透彻,但这种形态学特征直到现在才被注意到。还有哪些其他生物可能正在利用这种类型的联系?我们对其他没有像蚂蚁那样被密切研究的系统又了解多少呢?”

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