Αυτές οι φτέρες μπορεί να είναι τα πρώτα φυτά που είναι γνωστό ότι μοιράζονται τη δουλειά τους όπως τα μυρμήγκια
Juni 7, 2021Ψηλά στο κουβούκλιο του δάσους, μια μάζα από παράξενες φτέρες πιάνει έναν κορμό δέντρου, που μοιάζουν με ένα γιγάντιο κουβάρι από δισκέτες, παρθένα κέρατα. Κάτω από αυτά τα πιρουνόφυλλα και πιο κοντά στον πυρήνα του πλούσιου κόμπου υπάρχουν καφέ φυτά σε σχήμα δίσκου. Και αυτές είναι φτέρες του ίδιου είδους.
Οι φτέρες — και πιθανώς παρόμοια φυτά — μπορεί να σχηματίσει έναν τύπο σύνθετης, αλληλοεξαρτώμενης κοινωνίας που προηγουμένως θεωρούνταν περιορισμένη σε ζώα όπως τα μυρμήγκια και οι τερμίτες, αναφέρουν οι ερευνητές διαδικτυακά στις 14 Μαΐου Οικολογία.
Ο Kevin Burns, βιολόγος στο Πανεπιστήμιο Victoria του Wellington στη Νέα Ζηλανδία, εξοικειώθηκε για πρώτη φορά με τις φτέρες ενώ διεξήγαγε επιτόπια έρευνα στο νησί Lord Howe, ένα απομονωμένο νησί μεταξύ Αυστραλίας και Νέας Ζηλανδίας. Έτυχε να λάβει υπόψη του τα τοπικά επίφυτα – φυτά που αναπτύσσονται πάνω σε άλλα φυτά – και ένα είδος τράβηξε την προσοχή του ιδιαίτερα: η φτέρη σταγκόρν (Δικλαδικό Platycerium)επίσης εγγενές σε μέρη της ηπειρωτικής Αυστραλίας και της Ινδονησίας.
«Συνειδητοποίησα, Θεέ μου, ξέρεις, ποτέ δεν εμφανίζονται μόνα τους», λέει ο Μπερνς, σημειώνοντας ότι μερικές από τις μεγαλύτερες συστάδες φτέρων ήταν ογκώδεις συστάδες από εκατοντάδες άτομα.
Γρήγορα έγινε σαφές στον Μπερνς ότι «κάθε ένα από αυτά τα άτομα έκανε κάτι διαφορετικό».
Παρομοιάζει τις αποικίες της φτέρης με μια ανάποδη ομπρέλα φτιαγμένη από φυτά. Φτέρες με μακριά, πράσινα, κέρινα φύλλα «λουριού» φαινόταν να εκτρέπουν το νερό προς το κέντρο της συσσωμάτωσης, όπου τα φύλλα σε σχήμα δίσκου, καφέ, σπογγώδους «φωλιάς» μπορούσαν να το απορροφήσουν.
Η θαμνώδης συσκευή θύμιζε στον Μπερνς ένα ανάχωμα τερμιτών, με ένα κοινό απόθεμα πόρων και τον διαχωρισμό διαφορετικών θέσεων εργασίας στην αποικία. Οι επιστήμονες αποκαλούν αυτούς τους τύπους συνεταιριστικών ομάδων, όπου αλληλοκαλυπτόμενες γενιές ζουν μαζί και σχηματίζουν κάστες για να μοιράζουν τους εργασιακούς και αναπαραγωγικούς ρόλους, «ευκοινωνικές». Ο όρος έχει χρησιμοποιηθεί για να περιγράψει ορισμένες κοινωνίες εντόμων και καρκινοειδών, μαζί με δύο είδη μορίων αρουραίων ως τα μόνα παραδείγματα θηλαστικών (SN: 18/10/04). Ο Μπερνς αναρωτήθηκε αν οι φτέρες θα μπορούσαν επίσης να είναι ευκοινωνικές.
Η ανάλυση της ομάδας του για τη γονιμότητα των φύλλων αποκάλυψε ότι το 40 τοις εκατό δεν μπορούσε να αναπαραχθεί και τα στείρα μέλη της αποικίας ήταν κυρίως φύλλα φωλιάς. Αυτό υποδηλώνει έναν αναπαραγωγικό καταμερισμό της εργασίας μεταξύ των τύπων φωλιάς και λουριού. Οι δοκιμές της απορροφητικότητας των φύλλων επιβεβαίωσαν ότι τα φύλλα της φωλιάς απορροφούν περισσότερο νερό από τα φύλλα με ιμάντα. Προηγούμενη έρευνα από άλλους επιστήμονες βρήκε δίκτυα ριζών που τρέχουν σε όλη την αποικία, πράγμα που σημαίνει ότι τα φύλλα της φωλιάς έχουν την ικανότητα να σβήνουν τη δίψα των φύλλων. Τα φύλλα μοίρασαν την εργασία, όπως τα μυρμήγκια και οι τερμίτες.
Η ομάδα ανέλυσε επίσης γενετικά δείγματα από 10 αποικίες στο νησί Lord Howe και διαπίστωσε ότι οκτώ αποτελούνταν από γενετικά πανομοιότυπα άτομα, ενώ δύο περιείχαν φτέρες διαφορετικής γενετικής προέλευσης. Υψηλοί βαθμοί γενετικής συγγένειας παρατηρούνται επίσης σε αποικίες ευκοινωνικών εντόμων, όπου πολλές αδερφές συμβάλλουν στην επιβίωση της φωλιάς.
Συνολικά, ο Μπερνς πιστεύει ότι αυτά τα χαρακτηριστικά σημαδεύουν πολλά από τα πλαίσια για την κοινωνικότητα. Αυτό θα ήταν μια «μεγάλη υπόθεση», λέει.
Μια υποτιθέμενη απαίτηση για την κοινωνική αποικιακή ζωή είναι ο συντονισμός συμπεριφοράς, επειδή επιτρέπει σε διαφορετικά άτομα να συνεργάζονται. Αλλά οι φτέρες είναι φυτά, όχι ζώα, που τόσο συχνά συντονίζουν τις συμπεριφορές τους. Βλέποντας την κοινωνική ζωή στα φυτά «μου δείχνει ότι αυτός ο τύπος μετάβασης στην εξέλιξη της πολυπλοκότητας δεν απαιτεί εγκέφαλο», λέει ο Burns.
Η μελέτη ανοίγει την «ευκαιρία να εξετάσουμε [epiphytes] με το φακό της ευκοινωνικότητας», το οποίο είναι «πραγματικά ωραίο», λέει η Michelle Spicer, οικολόγος στο Πανεπιστήμιο του Puget Sound στην Ουάσιγκτον, η οποία δεν συμμετείχε σε αυτή τη μελέτη.
Ο Spicer επισημαίνει ότι η ανταλλαγή νερού και θρεπτικών συστατικών είναι γνωστή σε άλλα επιφυτικά φυτά. Αν και, ο Μπερνς σημειώνει ότι ο καταμερισμός της εργασίας για την οικοδόμηση κοινοτικών πόρων «φαίνεται ότι είναι ένα βασικό χαρακτηριστικό που προκαλεί ταραχή [ferns] εκτός από άλλα αποικιακά φυτά».
Μια αγχωτική ζωή στο θόλο – μακριά από το έδαφος – μπορεί να συνέβαλε στην εξέλιξη της κοινωνικότητας των φτέρων παρέχοντας νερό και ασφάλεια θρεπτικών συστατικών, λέει ο Burns.
«Ο τρόπος ζωής των επίφυτων σίγουρα διευκολύνει την ομαδική ζωή και η ομαδική ζωή είναι το σημείο όπου ξεκινούν όλες οι κοινωνικές ιστορίες», λέει ο Brian Whyte, εξελικτικός βιολόγος στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια στο Μπέρκλεϋ που επίσης δεν ασχολείται με αυτήν την έρευνα.
Αυτές οι φτέρες θα μπορούσαν σίγουρα να ταιριάζουν στον ορισμό της ευκοινωνικότητας, λέει ο Whyte. Είναι ιδιαίτερα γοητευμένος από το πώς τα φυτά σχηματίζουν κάστες και αποικίες στη φύση, αλλά παραμένουν ως μεμονωμένα φύλλα λουριών όταν αναπτύσσονται στο έδαφος ως καλλωπιστικά φυτά. Αυτή η μεταβλητότητα διαφέρει από πολλά ευκοινωνικά είδη, λέει.
Ο Μπερνς και οι συνάδελφοί του διερευνούν επί του παρόντος εάν τα φύλλα του ιμάντα μπορούν να γίνουν φύλλα φωλιάς μετά τη μεταμόσχευση σε άλλο μέρος της αποικίας. Ο Μπερνς θέλει επίσης να μελετήσει ένα άλλο είδος φτέρης στη Μαδαγασκάρη που φαίνεται να αναπτύσσεται επίσης σε αποικίες.
Ο Whyte βλέπει σημαντικά οφέλη από τη διεύρυνση της άποψης της ευκοινωνικότητας ώστε να συμπεριλάβει τα φυτά.
«Είναι πολύ ωραίο να μπορείς να παρατηρήσεις κάτι και να λες «περίμενε, αυτό είναι συγκρίσιμο με μερικές από τις πιο cool, πιο προηγμένες κοινωνίες στον ζωντανό κόσμο», λέει. Ανεξάρτητα από το πού βρίσκονται οι φτέρες στο φάσμα της ευκοινωνικότητας, σημειώνει, εξακολουθούν να έχουν ενδιαφέρουσες ομοιότητες και διαφορές με τα ζώα που σχηματίζουν κάστα. «Μαθαίνω περισσότερα για [these ferns] θα βελτιώσει τις θεωρίες μας σχετικά με το γιατί αυτά τα χαρακτηριστικά έχουν εξελιχθεί σε όλη την ποικιλομορφία της ζωής».
