Sporing af udviklingen af ​​bregners overraskende sød forsvarsstrategi

Planter og dyrene, der spiser dem, har udviklet sig sammen på fascinerende måder, hvilket har skabt et dynamisk samspil mellem overlevelsesstrategier. Mange planter har udviklet fysiske og kemiske forsvar for at afværge planteædere. En velkendt strategi i blomstrende planter er at producere nektar for at tiltrække "myre-livvagter". Nyere forskning udforsker udviklingen af ​​denne samme forsvarsstrategi i bregner.

Jacob Suissa, en assisterende professor ved University of Tennessee Knoxville, ledede undersøgelsen i samarbejde med Boyce Thompson Institutes bregneekspert, Fay-Wei Li, og Cornell Universitys myreekspert, Corrie Moreau.

Undersøgelsen er for nylig offentliggjort i Nature Communications , afslørede, at bregner og blomstrende planter uafhængigt udviklede nektarier, specialiserede strukturer, der udskiller sukkerholdige belønninger for at tiltrække myre-livvagter, omkring samme tid i kridtperioden. Dette fund er væsentligt, da det antyder, at lignende evolutionære dynamikker formede udviklingen af ​​myreplante-mutualismer på tværs af disse to divergerende slægter, adskilt af mere end 400 millioner år.

"Vores forskning fremhæver et fascinerende eksempel på konvergent evolution, hvor bregner og blomstrende planter uafhængigt udviklede lignende strategier til at forsvare sig mod prædation ved at rekruttere myreforsvarere med nektarier," sagde Suissa.

Ved at integrere fylogenetiske data og sammenlignende analyser opdagede forskerholdet, at nektarier opstod samtidig i bregner og angiospermer, men bregner oplevede en betydelig forsinkelse i diversificeringen sammenlignet med deres blomstrende plantemodstykker. Undersøgelsen afslørede også, at bregner sandsynligvis rekrutterede myreforsvarere sekundært, idet de udnyttede allerede eksisterende myre-angiosperm-forhold, da de gik fra skovbunden til baldakinen.

"Den evolutionære historie af bregnenektarier demonstrerer ikke kun de komplekse forhold mellem planter og insekter - forhold, der tidligere er blevet undervurderet - men understreger også bregners evne til at tilpasse sig økologiske udfordringer," forklarede Suissa.

Forskningen giver ny indsigt i den evolutionære dynamik, der former plante-dyr-interaktioner. Ved at forstå, hvordan bregner og blomstrende planter uafhængigt udviklede lignende forsvarsmekanismer, kan forskerne bedre forstå de underliggende principper, der styrer biodiversitet og økosystemfunktion. Denne undersøgelse åbner nye veje til at udforske den evolutionære historie af andre planteegenskaber og deres økologiske indvirkning, hvilket forstærker vigtigheden af ​​gensidige relationer i den naturlige verden.

Flere oplysninger: Jacob S. Suissa et al, Konvergent evolution af bregnenektarer lettede uafhængig rekruttering af myre-livvagter fra blomstrende planter, Nature Communications (2024). DOI:10.1038/s41467-024-48646-x

Journaloplysninger: Nature Communications

Leveret af Boyce Thompson Institute