A 15-year study of leaf-cutter ants

A 15-year study of leaf-cutter ants and their relatives across North and South America found that their nests are susceptible to infection by a diverse group of specialized fungal parasites. The discovery by biologists from Rice University, São Paulo State University in Rio Claro, Brazil, and the University of Texas at Austin could provide new clues for controlling the agricultural and garden pests.

Leaf-cutter relative Trachymyrmex on fungal garden
A fungus-growing ant from the genus Trachymyrmex, the closest living relatives of leaf-cutter ants, tending to a fungal garden. Both leaf-cutter ants and their Trachymyrmex relatives cultivate a specialized fungus (white) in subterranean farms. Researchers found that the same type of fungal parasites attack the farms of both Trachymyrmex and their leaf-cutter relatives. Credit: S. Solomon/Rice University
The study, which is available online in Royal Society Open Science, is one of the largest ever undertaken of parasites associated with leaf-cutter ants. It began in 2000 and involved collecting, cataloging and analyzing samples of parasitic fungi called Escovopsis from dozens of colonies of leaf-cutter ants and their relatives in Brazil, Argentina, Panama, Mexico and the Caribbean islands of Guadeloupe and Trinidad and Tobago. Researchers identified 61 new strains of the fungi, which attack the ants’ food source.

“Leaf-cutter ants are difficult to control with ordinary means, partly because they’re farmers,” said Scott Solomon, an evolutionary biologist at Rice University. “They don’t respond to most baits and poisons because they grow their own food, a specialized fungus that’s co-evolved with them in a symbiotic relationship for the last 50 million years.”

Leaf-cutter ants inhabit areas from the southern United States to Argentina, and there are at least 40 species, including the Texas native Atta texana, which is found only in Texas and Louisiana. Ecologists call the ants “mutualists” because they cooperate with another species for mutual benefit. Each leaf-cutter species has its own mutualist partner, a fungus that it grows and cultivates for food and that in turn depends on the ants for food and shelter.

The leaf-cutter name comes from the ants’ farming style. Worker ants range widely, cutting and gathering leaves, which are brought underground into climate-controlled chambers where the fungal gardens are kept. A leaf-cutter colony, which can be more than 60 feet deep and hundreds of feet wide, often contains dozens of farming chambers and millions of worker ants.

Scott Solomon
Scott Solomon
In Texas, the ants are known to damage citrus, plum, peach and other fruit trees, nut and ornamental plants as well as some forage crops. They can also decimate pine seedlings in parts of the East Texas and Louisiana, making it difficult for foresters to establish new crops.

“They’ve evolved one of the most complex and fascinating symbiotic relationships in nature,” said Solomon, a professor in the practice of ecology and evolutionary biology in Rice’s Department of BioSciences. “We study that relationship, partly to learn about the process of evolution but also to see if we can find new ways to control the ants.”

Escovopsis is a fungal parasite that attacks the ants’ fungal crops. Escovopsis was first identified about 25 years ago, and earlier studies suggested that it is highly specialized and found only in association with fungus-growing ants. Evolutionary analyses suggested that Escovopsis co-evolved along with the ants and their fungal crops, since a different strain infects the fungal partners of each of the major groups of fungus-growing ants.

Solomon began collecting leaf-cutting ants and their fungi in Central America in 2002 as a graduate student working with UT-Austin’s Ulrich Mueller, a co-author on the study. In 2007 they expanded their work, thanks to a National Science Foundation international postdoctoral fellowship that allowed Solomon to spend a year working with study co-authors Andre Rodrigues and Mauricio Bacci at São Paulo State in Rio Claro, Brazil.

“Expanding the collections into Brazil was very important for this study because that is where many of the leaf-cutter ants and their fungal-farming relatives live, including many species that we knew very little about,” Solomon said.

Leaf-cutter relative Trachymyrmex on fungal garden
Like their leaf-cutter relatives, ants of the genus Trachymyrmex grow their own fungal food crops (white). Credit: S. Solomon/Rice University
To collect samples, the team traveled across much of Brazil in search of leaf-cutter ants and their relatives. When they found a colony, they would dig up a farming chamber and then use sterile instruments and containers to collect a palm-sized fragment of fungal garden. At the lab, the fungi from these fragments were isolated and studied, both via DNA sequencing and with traditional microscopy.

The research revealed 61 new strains of Escovopsis, more than three times the number that had been cataloged in all previous studies. It also found that Escovopsis is more of a generalist than was previously thought; the same genetic variant was found invading the farms of distantly related fungus-growing ant species, and as many as three different forms of Escovopsis were found in the same ant colony.

“That could be significant because the more general and broadly applicable a control strategy is, the more economical it is to develop and test,” Solomon said. “Based on what we know so far, it could be possible to develop an Escovopsis-based control strategy in which a single form of the parasite could be used to target several different species of ant.”

Solomon said a significant amount of research still needs to be done before such a strategy could be developed. For example, biologists have yet to document the complete life cycle of Escovopsis. Such studies would be needed to fully understand how the parasite undermines a colony’s health and how broadly it might be used against leaf-cutter species.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

การศึกษา 15 ปีของมดตัดใบไม้และญาติพี่น้องในอเมริกาเหนือและใต้พบว่า รังของมันมีความไวต่อการติดเชื้อโดยเฉพาะเชื้อราปรสิตหลากหลาย การค้นพบ โดย biologists ข้าวมหาวิทยาลัย เซาเปาลูมหาวิทยาลัยริโอ Claro บราซิล และมหาวิทยาลัยเทกซัสใน Austin สามารถให้เบาะแสใหม่สำหรับการควบคุมศัตรูพืชทางการเกษตร และสวนTrachymyrmex ญาติตัดใบไม้ในสวนเชื้อราการเจริญเติบโตของเชื้อรามดจากพืชสกุล Trachymyrmex ญาติอยู่ใกล้เคียงที่สุดของมดตัดใบไม้ แนวการสวนเชื้อรา ใบตัดมดและญาติ Trachymyrmex ปลูกที่เฉพาะเชื้อรา (สีขาว) ในฟาร์มใต้พื้นดิน นักวิจัยพบว่า เหมือนกันชนิดของเชื้อราปรสิตโจมตีฟาร์มของ Trachymyrmex และญาติตัดใบไม้ เครดิต: S. โซโลมอน/ข้าวมหาวิทยาลัยศึกษา ซึ่งมีออนไลน์ในราชสมาคมวิทยาศาสตร์เปิด เป็นหนึ่งในใหญ่ที่สุดเคยทำกับที่เกี่ยวข้องกับมดตัดใบไม้ เริ่มในปี 2000 และเกี่ยวข้องกับการรวบรวม จัดแค็ตตาล็อก และวิเคราะห์ตัวอย่างเชื้อราเสียงฟู่เหมือนกาฝากที่เรียกว่า Escovopsis จากหลายสิบของอาณานิคมของมดตัดใบไม้และญาติในบราซิล อาร์เจนตินา ปานามา เม็กซิโก และหมู่เกาะคาริบเบียนกวาเดอลูปและตรินิแดดและโตเบโก นักวิจัยระบุ 61 สายพันธุ์ใหม่ของเชื้อรา ที่โจมตีแหล่งอาหารของมด"มดใบไม้ตัดยากต่อการควบคุม ด้วยวิธีการธรรมดา บางส่วนเนื่องจากเป็นเกษตรกร กล่าวว่า สก็อตโซโลมอน เป็นนักชีววิทยาวิวัฒนาการข้าวมหาวิทยาลัย "พวกเขาไม่ตอบสนองเหยื่อและ poisons ส่วนใหญ่เนื่องจากพวกเขาเติบโตตนอาหาร เชื้อราเฉพาะที่จะร่วมพัฒนาด้วยความสัมพันธ์แบบ symbiotic 50 ล้านปี"ใบตัดมดอาศัยอยู่ในพื้นที่จากสหรัฐอเมริกาใต้อาร์เจนตินา และมีน้อย 40 สปีชีส์ รวมถึงเท็กซัสเป็น Atta texana ซึ่งพบเฉพาะในหลุยเซียน่าและเท็กซัส Ecologists เรียกมด "mutualists" เนื่องจากพวกเขาร่วมมือกับพันธุ์อื่นเพื่อประโยชน์ร่วมกัน แต่ละชนิดใบตัดมีคู่ของตัวเอง mutualist เชื้อราที่เติบโต และ cultivates อาหารและจะ ขึ้นอยู่กับมดสำหรับอาหารและที่พักพิงชื่อใบไม้ที่ตัดมาจากลักษณะของมดนา ผู้ปฏิบัติงานมดช่วงอย่างกว้างขวาง ตัดและรวบรวมใบ ซึ่งนำใต้ดินเข้าไปในห้องควบคุมอุณหภูมิที่เก็บสวนเชื้อรา โคโลตัดใบไม้ ซึ่งจะมีหลายร้อยฟุตและลึกกว่า 60 ฟุต มักจะประกอบด้วยหลายสิบห้องและล้านของมดผู้ปฏิบัติงานในการทำฟาร์มโซโลมอนสก็อตโซโลมอนสก็อตในเท็กซัส มดทราบว่าทำให้เสียหายต้นไม้ผลไม้ส้ม ลูกบ๊วย พีช และอื่น ๆ ถั่ว และไม้ดอกไม้ประดับ รวมทั้งบางพืชอาหารสัตว์ นอกจากนี้พวกเขายังสามารถ decimate กล้าไม้สนในส่วนของเท็กซัสตะวันออกและรัฐลุยเซียนา ทำให้ยากสำหรับ foresters การสร้างพืชใหม่"พวกเขาได้พัฒนาความสัมพันธ์ symbiotic ซับซ้อน และน่าสนใจมากที่สุดในธรรมชาติ อย่างใดอย่างหนึ่ง" กล่าวว่า โซโลมอน ศาสตราจารย์ในแบบฝึกหัดของนิเวศวิทยาและชีววิทยาของวิวัฒนาการในแผนกข้าวเวลาออก "เราศึกษาว่าความสัมพันธ์ บางส่วน เพื่อเรียนรู้เกี่ยวกับกระบวนการวิวัฒนาการ แต่ดูถ้าเราสามารถหาวิธีใหม่ในการควบคุมมด"Escovopsis เป็นปรสิตเชื้อราที่โจมตีของมดเชื้อราพืช Escovopsis ก่อนระบุประมาณ 25 ปีที่ผ่านมา และการศึกษาก่อนหน้านี้แนะนำให้ มากความ และพบเฉพาะในความสัมพันธ์กับการเจริญเติบโตของเชื้อรามด วิเคราะห์วิวัฒนาการแนะนำว่า Escovopsis ร่วมพัฒนาพืชของเชื้อรา และมดเนื่องจากต้องใช้ต่าง ๆ ติดคู่เชื้อราของแต่ละกลุ่มสำคัญของการเติบโตเชื้อรามดโซโลมอนเริ่มรวบรวมใบไม้ตัดมดและเชื้อราของพวกเขาในอเมริกากลางในปี 2002 เป็นนักศึกษาบัณฑิตศึกษาที่ทำงานกับ UT Austin Ulrich มึลเลอร์ ผู้เขียนร่วมในการศึกษา ในปี 2007 พวกเขาขยายงาน ขอบคุณที่มูลนิธิวิทยาศาสตร์แห่งชาตินักสัมพันธภาพระหว่างประเทศที่ได้รับอนุญาตโซโลมอนจะใช้จ่ายปีที่ทำงานกับผู้เขียนร่วมศึกษาโรดริเกวส Andre Mauricio Bacci ในรัฐเซาเปาลู บราซิลริโอ Claro"ขยายคอลเลกชันในบราซิลมีความสำคัญมากสำหรับการศึกษานี้เนื่องจากเป็นที่มดตัดใบไม้และญาติเลี้ยงเชื้อราอาศัยอยู่ รวมหลายชนิดที่เรารู้น้อยมากเกี่ยวกับ โซโลมอนกล่าวว่าTrachymyrmex ญาติตัดใบไม้ในสวนเชื้อราเช่นญาติตัดใบไม้ มดสกุล Trachymyrmex เติบโตพืชเชื้อราอาหารตน (สีขาว) เครดิต: S. โซโลมอน/ข้าวมหาวิทยาลัยการเก็บตัวอย่าง ทีมเดินข้ามมากของบราซิลค้นหามดตัดใบไม้และญาติพี่น้อง เมื่อพวกเขาพบเป็นฝูง พวกเขาจะขุดขึ้นหอนาแล้ว ใช้เครื่องมือผ่านการฆ่าเชื้อและบรรจุภัณฑ์เพื่อเก็บส่วนปาล์มขนาดสวนเชื้อรา ในแล็บ เชื้อราจากชิ้นส่วนเหล่านี้ถูกแยกต่างหาก และ ศึกษา ทั้ง ผ่านลำดับดีเอ็นเอ และ microscopy ดั้งเดิมการวิจัยเปิดเผย 61 สายพันธุ์ใหม่ของ Escovopsis มากกว่าสามครั้งหมายเลขที่ได้ถูก cataloged ในการศึกษาก่อนหน้านี้ทั้งหมด ก็ยังพบว่า Escovopsis ของคนมากกว่าเคยคิดว่า ตัวแปรทางพันธุกรรมเดียวกันพบบุกรุกฟาร์มพันธุ์ที่เกี่ยวข้อง distantly เชื้อราเติบโตมด และสามเป็นแบบฟอร์มของ Escovopsis พบในฝูงมดเหมือนกัน"ที่อาจสำคัญทั่วไป และใช้ได้อย่างกว้างขวางเป็นกลยุทธ์การควบคุม การประหยัดจึงพัฒนา และ ทดสอบ, " โซโลมอนกล่าวว่า "ตามสิ่งที่เรารู้มาก อาจจะสามารถพัฒนาเป็น Escovopsis ควบคุมกลยุทธ์อาจใช้รูปแบบเดียวของเชื้อมาลาเรียเพื่อเป้าหมายหลายสายพันธุ์ต่าง ๆ ของมด"โซโลมอนกล่าวว่า จำนวนงานวิจัยที่สำคัญจำเป็นต้องทำก่อนที่จะพัฒนากลยุทธ์การ ตัวอย่าง biologists ยังเอกสารวงจรสมบูรณ์ของ Escovopsis การศึกษาดังกล่าวจะต้องเข้าใจว่าเชื้อมาลาเรียทำลายสุขภาพของโคโลนีและวิธีทั่วไปอาจใช้กับสายพันธุ์ตัดใบ

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

การศึกษา 15 ปีของมดใบตัดและญาติของพวกเขาข้ามทวีปอเมริกาเหนือและใต้พบว่ารังของพวกเขามีความไวต่อการติดเชื้อโดยกลุ่มที่มีความหลากหลายของเชื้อราปรสิตเฉพาะ การค้นพบโดยนักชีววิทยาจากมหาวิทยาลัยไรซ์, เซาเปาโลมหาวิทยาลัยรัฐในริโอคอร์เรอา, บราซิล, และมหาวิทยาลัยเท็กซัสที่ออสตินสามารถให้เบาะแสใหม่สำหรับการควบคุมศัตรูพืชทางการเกษตรและสวน. ใบตัดญาติ Trachymyrmex สวนเชื้อรามดเชื้อราที่เติบโตจากสกุล Trachymyrmex ที่อยู่ใกล้ญาติของมดใบตัดพุ่งไปสวนเชื้อรา ทั้งมดใบตัดและญาติของพวกเขา Trachymyrmex ปลูกฝังเชื้อราพิเศษ (สีขาว) ในฟาร์มใต้ดิน นักวิจัยพบว่าชนิดเดียวกันของปรสิตเชื้อราโจมตีฟาร์มของทั้งสองและญาติ Trachymyrmex ใบตัดของพวกเขา เครดิต: เอสโซโลมอนข้าว / มหาวิทยาลัยการศึกษาที่มีอยู่ทั่วไปในราชสมาคมเปิดวิทยาศาสตร์เป็นหนึ่งในที่ใหญ่ที่สุดเท่าที่เคยดำเนินการของปรสิตที่เกี่ยวข้องกับมดใบตัด มันเริ่มต้นในปี 2000 และการจัดเก็บภาษีที่เกี่ยวข้องกับการลงรายการและวิเคราะห์ตัวอย่างของเชื้อราปรสิตที่เรียกว่า Escovopsis จากหลากหลายอาณานิคมของมดใบตัดและญาติของพวกเขาในบราซิล, อาร์เจนตินา, ปานามา, เม็กซิโกและหมู่เกาะแคริบเบียนลุปและตรินิแดดและโตเบโก นักวิจัยระบุว่า 61 สายพันธุ์ใหม่ของเชื้อราซึ่งโจมตีแหล่งอาหารมด '. "มดใบตัดเป็นเรื่องยากที่จะควบคุมด้วยวิธีการธรรมดาส่วนหนึ่งเป็นเพราะพวกเขากำลังเกษตรกร" สกอตต์โซโลมอนนักชีววิทยาวิวัฒนาการที่มหาวิทยาลัยข้าวกล่าวว่า "พวกเขาไม่ตอบสนองต่อเหยื่อมากที่สุดและสารพิษเพราะพวกเขาเติบโตอาหารของตัวเอง, เชื้อราเฉพาะที่การพัฒนาร่วมกับพวกเขาในความสัมพันธ์ทางชีวภาพสำหรับที่ผ่านมา 50 ล้านปี." มดใบตัดอาศัยอยู่ในพื้นที่จากภาคใต้ของสหรัฐอเมริกา อาร์เจนตินาและมีอย่างน้อย 40 ชนิดรวมทั้งชาวเท็กซัสเทเก่งซึ่งพบเฉพาะในเท็กซัสและหลุยเซีย นิเวศวิทยาโทรมด "mutualists" เพราะพวกเขาให้ความร่วมมือกับสายพันธุ์อื่นเพื่อประโยชน์ร่วมกัน แต่ละสายพันธุ์ใบตัดมีพันธมิตรของตัวเอง mutualist, เชื้อราที่จะเติบโตและ cultivates สำหรับอาหารและในทางกลับขึ้นอยู่กับมดสำหรับอาหารและที่พัก. ชื่อใบตัดมาจากรูปแบบการเลี้ยงมด ' มดงานอย่างกว้างขวางในช่วงการตัดและการรวบรวมใบซึ่งจะถูกนำใต้ดินในห้องควบคุมสภาพภูมิอากาศที่สวนเชื้อราจะถูกเก็บไว้ อาณานิคมใบตัดซึ่งสามารถกว่า 60 ฟุตลึกและหลายร้อยฟุตกว้างมักจะมีหลายสิบห้องการเกษตรและล้านมดงาน. สกอตต์ซาโลมอนสกอตต์โซโลมอนในเท็กซัมดเป็นที่รู้จักกันให้เกิดความเสียหายส้ม, พลัม, ลูกพีช และไม้ผลอื่น ๆ ถั่วและไม้ประดับเช่นเดียวกับพืชอาหารสัตว์บาง พวกเขายังสามารถทิ้งต้นกล้าสนในส่วนของภาคตะวันออกเท็กซัสและหลุยเซียทำให้มันเป็นเรื่องยากสำหรับผู้พิทักษ์ที่จะสร้างพืชใหม่. "พวกเขาได้พัฒนามาเป็นหนึ่งในที่สุดที่ซับซ้อนและน่าสนใจความสัมพันธ์ทางชีวภาพในธรรมชาติ" โซโลมอนอาจารย์ในกล่าวว่า การปฏิบัติของนิเวศวิทยาและชีววิทยาวิวัฒนาการในกรมข้าวชีววิทยาศาสตร์ "เราศึกษาความสัมพันธ์ที่อีกส่วนหนึ่งที่จะเรียนรู้เกี่ยวกับขั้นตอนของวิวัฒนาการ แต่ยังเพื่อดูว่าเราสามารถหาวิธีการใหม่ในการควบคุมมด." Escovopsis เป็นเชื้อราปรสิตที่โจมตีมด 'พืชเชื้อรา Escovopsis ถูกระบุว่าเป็นครั้งแรกประมาณ 25 ปีที่ผ่านมาและศึกษาก่อนหน้านี้ชี้ให้เห็นว่ามันเป็นความเชี่ยวชาญสูงและพบเฉพาะในการเชื่อมโยงกับมดเชื้อราที่เติบโต การวิเคราะห์วิวัฒนาการชี้ให้เห็นว่า Escovopsis ร่วมการพัฒนาพร้อมกับมดและพืชเชื้อราของพวกเขาตั้งแต่สายพันธุ์ที่แตกต่างกันติดเชื้อพันธมิตรเชื้อราของแต่ละกลุ่มหลักของมดเชื้อราเติบโต. โซโลมอนเริ่มเก็บมดใบตัดและเชื้อราของพวกเขาในอเมริกากลาง ในปี 2002 เป็นนักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษาการทำงานร่วมกับยูทาห์ออสตินอูลมูลเลอร์ผู้เขียนร่วมเกี่ยวกับการศึกษา ในปี 2007 พวกเขาขยายงานของพวกเขาขอบคุณมูลนิธิวิทยาศาสตร์แห่งชาติคบหาระหว่างประเทศหลังปริญญาเอกที่ได้รับอนุญาตโซโลมอนที่จะใช้จ่ายปีที่ทำงานกับการศึกษาผู้เขียนร่วมอังเดรโรดริกูและเมาริซิโอ Bacci ที่เซาเปาลูในรัฐริโอคอร์เรอา, ประเทศบราซิล. "การขยายคอลเลกชันลงในบราซิล เป็นสิ่งที่สำคัญมากสำหรับการศึกษาครั้งนี้เพราะเห็นว่าเป็นที่หลายมดใบตัดและญาติเชื้อรา-การทำฟาร์มของพวกเขาอาศัยอยู่หลายชนิดรวมทั้งที่เรารู้น้อยมากเกี่ยวกับ "ซาโลมอนกล่าวว่า. ใบตัดญาติ Trachymyrmex สวนเชื้อราเช่นใบของพวกเขาญาติ -cutter มดของสกุล Trachymyrmex ปลูกพืชอาหารของพวกเขาเองเชื้อรา (สีขาว) เครดิต: เอสโซโลมอน / มหาวิทยาลัยไรซ์เพื่อเก็บตัวอย่างทีมที่เดินทางข้ามจากบราซิลในการค้นหาของมดใบตัดและญาติของพวกเขา เมื่อพวกเขาพบเป็นอาณานิคมของพวกเขาจะขุดขึ้นมาในห้องเกษตรกรรมและจากนั้นใช้เครื่องมือที่ใช้ในการฆ่าเชื้อและภาชนะในการเก็บรวบรวมชิ้นส่วนปาล์มขนาดของสวนเชื้อรา ที่ห้องปฏิบัติการเชื้อราจากชิ้นส่วนเหล่านี้ถูกแยกและการศึกษาทั้งผ่านลำดับดีเอ็นเอและกล้องจุลทรรศน์แบบดั้งเดิม. ผลการวิจัยพบ 61 สายพันธุ์ใหม่ Escovopsis กว่าสามเท่าของจำนวนที่ได้รับการจัดหมวดหมู่ในการศึกษาก่อนหน้านี้ทั้งหมด นอกจากนี้ยังพบว่า Escovopsis มีมากขึ้นของ generalist กว่า แต่ก่อนเคยคิด; แตกต่างทางพันธุกรรมเดียวกันก็พบว่าบุกรุกฟาร์มของเชื้อราที่เติบโตที่เกี่ยวข้องลิ่วชนิดมดและมากที่สุดเท่าที่สามรูปแบบที่แตกต่างกันของ Escovopsis ถูกพบอยู่ในอาณานิคมมดเดียวกัน. "นั่นอาจจะเป็นสิ่งสำคัญเพราะทั่วไปมากขึ้นและบังคับในวงกว้างกลยุทธ์การควบคุม คือประหยัดมากขึ้นก็คือการพัฒนาและการทดสอบ "ซาโลมอนกล่าวว่า "ขึ้นอยู่กับสิ่งที่เรารู้เพื่อให้ห่างไกลก็อาจจะเป็นไปได้ในการพัฒนากลยุทธ์การควบคุม Escovopsis ตามที่เป็นรูปแบบเดียวของปรสิตสามารถนำมาใช้ในการกำหนดเป้าหมายชนิดที่แตกต่างกันของมด." ซาโลมอนกล่าวว่าจำนวนเงินที่สำคัญของการวิจัยยังคงต้องการ ที่จะต้องทำก่อนที่จะกลยุทธ์ดังกล่าวจะได้รับการพัฒนา ยกตัวอย่างเช่นนักชีววิทยายังไม่ได้เอกสารวงจรชีวิตที่สมบูรณ์ของ Escovopsis การศึกษาดังกล่าวจะต้องเข้าใจวิธีปรสิตทำลายสุขภาพของอาณานิคมและวิธีการในวงกว้างก็อาจจะนำมาใช้กับสายพันธุ์ใบตัด

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

15 ปี ศึกษาของมดตัดใบไม้ และญาติของพวกเขาในทวีปอเมริกาเหนือและใต้ พบว่า รังของพวกเขาจะเสี่ยงต่อการติดเชื้อโดยกลุ่มที่มีความหลากหลายของปรสิตเชื้อราเฉพาะ การค้นพบโดยนักชีววิทยาจากมหาวิทยาลัยข้าว เซาเปาลู State University ใน Rio Claro บราซิลและมหาวิทยาลัยเท็กซัสที่ออสตินสามารถให้เบาะแสใหม่สำหรับการควบคุมศัตรูพืชทางการเกษตรและสวน

ใบตัดญาติ trachymyrmex 3 สวน
เห็ดราเติบโตมดจากสกุล trachymyrmex , ญาติใกล้ชิดของมดตัดใบไม้พุ่งสวนราทั้งใบตัดมด และญาติของ trachymyrmex เพาะเชื้อราเฉพาะ ( สีขาว ) ในฟาร์มใต้ดิน นักวิจัยพบว่าชนิดเดียวกันของปรสิตเชื้อราโจมตีฟาร์มทั้ง trachymyrmex และใบตัดญาติ เครดิต : S . โซโลมอน / ข้าวมหาวิทยาลัย
การศึกษาซึ่งสามารถใช้ได้ออนไลน์ในสังคมเปิดวิทยาศาสตร์เป็นหนึ่งที่ใหญ่ที่สุดที่เคยดำเนินการของปรสิตที่เกี่ยวข้องกับใบตัดมด มันเริ่มต้นใน 2000 และที่เกี่ยวข้องกับการเก็บรวบรวมข้อมูลและวิเคราะห์ตัวอย่างของปรสิตเชื้อราที่เรียกว่า escovopsis จากหลายสิบของอาณานิคมของมดตัดใบไม้ และญาติของพวกเขาในบราซิล , อาร์เจนตินา , ปานามา , เม็กซิโกและแคริบเบียนเกาะกัวเดอลูป และตรินิแดดและโตเบโกนักวิจัยระบุ 61 สายพันธุ์ใหม่ของเชื้อรา ซึ่งโจมตีมด ' แหล่งอาหาร

" มดตัดใบไม้ ยากที่จะควบคุมด้วยวิธีสามัญ ส่วนหนึ่งเป็นเพราะพวกเขาเป็นชาวนา กล่าวว่า สก็อต โซโลมอน , นักชีววิทยาวิวัฒนาการที่มหาวิทยาลัยข้าว " พวกเขาไม่ตอบสนองกับเหยื่อมากที่สุดและสารพิษเพราะพวกเขาเติบโตอาหารของตัวเองเฉพาะเชื้อราที่ร่วมพัฒนากับพวกเขาในความสัมพันธ์ symbiotic ตลอด 50 ล้านปี "

ใบตัดมดอาศัยอยู่ในพื้นที่ภาคใต้สหรัฐอเมริกา อาร์เจนตินา และมีอย่างน้อย 40 ชนิด รวมถึงเท็กซัสพื้นเมือง อัตตา texana ซึ่งพบได้เฉพาะในเท็กซัสและหลุยเซียน่าecologists เรียกมด " mutualists " เพราะพวกเขาร่วมมือกับเผ่าพันธุ์อื่น เพื่อประโยชน์ร่วมกัน แต่ละใบตัดชนิดมีคู่ mutualist ของตัวเองเป็นเชื้อราที่จะเติบโตและเพาะปลูกเพื่ออาหารและที่ในการเปิดขึ้นอยู่กับมดสำหรับอาหารและที่พัก

ใบตัดชื่อมาจากฟาร์มมด ' สไตล์ มดคนงานช่วงอย่างกว้างขวาง , การตัดและเก็บใบไม้ซึ่งจะนำใต้ดินเข้าห้องควบคุมสภาพภูมิอากาศที่สวนเชื้อราจะถูกเก็บไว้ ใบตัดอาณานิคม ซึ่งได้มากกว่า 60 ฟุตลึกและหลายร้อยฟุตกว้างมักจะมีหลายสิบห้อง และล้านของคนงานฟาร์มมด



สก็อตสก็อตซาโลมอนโซโลมอนในเท็กซัส มดว่าความเสียหายของส้ม , พลัม , พีช และไม้ผลอื่น ๆนัทและไม้ประดับ เช่นเดียวกับพืชอาหารสัตว์ พวกเขายังสามารถทำลายต้นกล้าสนในส่วนตะวันออกของเท็กซัสและหลุยเซียน่า ทำให้มันเป็นเรื่องยากสำหรับป่าไม้เพื่อสร้างพืชใหม่

" พวกเขาได้พัฒนาที่ซับซ้อนและน่าสนใจที่สุดอาศัยความสัมพันธ์ในธรรมชาติ กล่าวว่า ซาโลมอนอาจารย์ในการปฏิบัติของนิเวศวิทยาและชีววิทยาวิวัฒนาการในข้าวของภาควิชาชีววิทยา . " เราศึกษาความสัมพันธ์นั้น ส่วนหนึ่งเพื่อเรียนรู้เกี่ยวกับกระบวนการของวิวัฒนาการ แต่ยังเพื่อดูว่าเราสามารถหาวิธีใหม่เพื่อควบคุมมด "

escovopsis เป็นเชื้อราปรสิตที่โจมตีมด ' เชื้อราในพืช escovopsis ระบุครั้งแรกประมาณ 25 ปีก่อนและก่อนหน้านี้การศึกษาชี้ให้เห็นว่ามันเป็นความสูง และพบได้เฉพาะในความสัมพันธ์กับมดขึ้นเชื้อรา การวิเคราะห์วิวัฒนาการชี้ให้เห็นว่า escovopsis Co พัฒนาพร้อมกับมดและพืชของเชื้อรา เนื่องจากต่างสายพันธุ์ในคู่ของเชื้อราแต่ละกลุ่มสาขาของมด

ปลูกเชื้อราโซโลมอนเริ่มเก็บใบตัดมดและเชื้อราในอเมริกากลางในปี 2002 เป็นนักศึกษาปริญญาโท ทำงานกับ UT Austin ริช มูลเลอร์ เป็นผู้เขียนร่วมในการศึกษา ในปี 2007 พวกเขาขยายการทำงานของพวกเขาขอบคุณมูลนิธิวิทยาศาสตร์แห่งชาติสมาคมระหว่างประเทศปริญญาเอกที่อนุญาตให้ซาโลมอนที่จะใช้จ่ายปีทำงานกับผู้เขียนร่วมศึกษาและอังเดร Rodrigues เมาริซิโอ bacci ในเซาเปาลูรัฐ Rio Claro บราซิล

" ขยายคอลเลกชันในบราซิล สำคัญมาก สำหรับการศึกษานี้เพราะเป็นที่หลายใบตัดมดและญาติ การเลี้ยงเชื้อราของตนอยู่รวมทั้งชนิดที่เรารู้น้อยมากเกี่ยวกับ " ซาโลมอนบอกว่า

ใบตัดญาติ trachymyrmex 3 สวน
เหมือนใบตัดญาติ ของมดสกุล trachymyrmex เติบโตของเชื้อราพืชอาหาร ( สีขาว ) เครดิต : S . โซโลมอน / ข้าวมหาวิทยาลัย
เพื่อเก็บรวบรวมตัวอย่าง ทีมเดินทางข้ามมากของบราซิลในการค้นหาของมดตัดใบไม้ และญาติพี่น้องเมื่อพวกเขาพบกลุ่ม พวกเขาจะขุดฟาร์มห้องแล้วใช้เครื่องมือปลอดเชื้อ และภาชนะเก็บปาล์มขนาดชิ้นสวนรา ห้องทดลอง , เชื้อราจากชิ้นส่วนเหล่านี้ถูกแยกและศึกษาทั้งทางจุลทรรศน์แบบดั้งเดิมและการจัดลำดับดีเอ็นเอด้วย

กลุ่มตัวอย่าง 61 escovopsis สายพันธุ์ใหม่ ,มากกว่าสามเท่าของจำนวนที่ได้รับการ cataloged ในการศึกษาทั้งหมด นอกจากนี้ยังพบว่า escovopsis เป็นผู้มีความรู้ความสามารถหลากหลายกว่าที่คิดไว้ก่อนหน้านี้ ; ตัวแปรทางพันธุกรรมเดียวกันพบบุกรุกฟาร์มห่างเหินเกี่ยวข้องกับเห็ดราเติบโตชนิดมดและให้มากที่สุดเท่าที่สามรูปแบบที่แตกต่างกันของ escovopsis พบในอาณานิคมมดเหมือนกัน

" นั่นอาจเป็นสําคัญ เพราะทั่วไปมากขึ้นและใช้กลยุทธ์การควบคุมในวงกว้าง ยิ่งประหยัด มันคือการพัฒนาและทดสอบ " โซโลมอนกล่าว " จากสิ่งที่เรารู้ตอนนี้ มันสามารถเป็นไปได้ที่จะพัฒนากลยุทธ์การควบคุมที่ใช้ในการ escovopsis ซึ่งเป็นรูปแบบเดียวของปรสิตที่สามารถใช้เพื่อเป้าหมายชนิดที่แตกต่างกันหลายของมด

"โซโลมอนกล่าวว่าจำนวนมากของการวิจัยยังต้องทำก่อนกลยุทธ์ดังกล่าวสามารถพัฒนา . ตัวอย่างเช่น นักชีววิทยายังไม่ได้เอกสารวงจรชีวิตที่สมบูรณ์ของ escovopsis . การศึกษาดังกล่าวจะต้องเข้าใจว่าปรสิตทำลายสุขภาพของอาณานิคมและวิธีการได้รับมันอาจจะใช้กับชนิดตัดใบ