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.
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.
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.
มดตัดใบไม้ที่ควบคุมได้ยาก ด้วยวิธีสามัญ ส่วนหนึ่งเป็นเพราะพวกเขาเป็นชาวนา กล่าวว่า สก็อต โซโลมอน , นักชีววิทยาวิวัฒนาการที่มหาวิทยาลัยข้าว” พวกเขาไม่ตอบสนองกับเหยื่อมากที่สุดและสารพิษเพราะพวกเขาเติบโตอาหารของตัวเองเฉพาะเชื้อราที่ร่วมพัฒนากับพวกเขาในความสัมพันธ์ symbiotic ตลอด 50 ล้านปีใบตัดมดอาศัยอยู่ในพื้นที่ภาคใต้สหรัฐอเมริกา อาร์เจนตินา และมีอย่างน้อย 40 ชนิด รวมถึงเท็กซัสพื้นเมือง อัตตา texana ซึ่งพบได้เฉพาะในเท็กซัสและหลุยเซียน่า ecologists เรียกมด " mutualists " เพราะพวกเขาร่วมมือกับเผ่าพันธุ์อื่น เพื่อประโยชน์ร่วมกัน แต่ละใบตัดชนิดมีคู่ mutualist ของตัวเองเป็นเชื้อราที่จะเติบโตและเพาะปลูกเพื่ออาหารและที่ในการเปิดขึ้นอยู่กับมดสำหรับอาหารและที่พักใบตัดชื่อมาจากฟาร์มมด " สไตล์ มดคนงานช่วงอย่างกว้างขวาง , การตัดและการรวบรวมใบซึ่งจะนำใต้ดินเข้าห้องควบคุมสภาพภูมิอากาศที่สวนเชื้อราจะถูกเก็บไว้ ใบตัดอาณานิคม ซึ่งได้มากกว่า 60 ฟุตลึกและหลายร้อยฟุตกว้างมักจะมีหลายสิบห้อง และล้านของมดเลี้ยงคนงานในเท็กซัส , มดรู้จักความเสียหายส้ม , พลัม , พีช และไม้ผลอื่น ๆถั่วและไม้ประดับ เช่นเดียวกับพืชอาหารสัตว์ พวกเขายังสามารถทำลายต้นกล้าสนในส่วนตะวันออกของเท็กซัสและหลุยเซียน่า ทำให้มันเป็นเรื่องยากสำหรับป่าไม้เพื่อสร้างพืชใหม่" พวกเขาได้พัฒนาที่ซับซ้อนและน่าสนใจที่สุดอาศัยความสัมพันธ์ในธรรมชาติกล่าวว่า " ซาโลมอน , อาจารย์ในการปฏิบัติของนิเวศวิทยาและชีววิทยาวิวัฒนาการในข้าวของภาควิชาชีววิทยา . เราศึกษา ความสัมพันธ์นั้น ส่วนหนึ่งเพื่อเรียนรู้เกี่ยวกับกระบวนการของวิวัฒนาการ แต่ยังเพื่อดูว่าเราสามารถหาวิธีใหม่เพื่อควบคุมมด "escovopsis เป็นเชื้อราปรสิตที่โจมตีมด " เชื้อราในพืช escovopsis ระบุครั้งแรกประมาณ 25 ปีที่ผ่านมาและการศึกษาก่อนหน้านี้พบว่า มันเป็นความสูง และพบได้เฉพาะในความสัมพันธ์กับมดขึ้นเชื้อรา การวิเคราะห์วิวัฒนาการชี้ให้เห็นว่า escovopsis Co พัฒนาพร้อมกับมดและพืชของเชื้อรา เนื่องจากต่างสายพันธุ์ในคู่ของเชื้อราแต่ละกลุ่มสาขาของมดการปลูกเชื้อราโซโลมอนเริ่มเก็บใบตัดมดและเชื้อราในอเมริกากลางในปี 2002 เป็นนักศึกษาปริญญาโท ทำงานกับ UT Austin ริช มูลเลอร์ เป็นผู้เขียนร่วมในการศึกษา ในปี 2007 พวกเขาขยายงานต้องขอบคุณมูลนิธิวิทยาศาสตร์แห่งชาติสมาคมระหว่างประเทศปริญญาเอกที่อนุญาตให้ซาโลมอนที่จะใช้จ่ายปีทำงานกับผู้เขียนร่วมศึกษาและอังเดร Rodrigues เมาริซิโอ bacci ในเซาเปาลูรัฐ Rio Claro บราซิล" การขยายคอลเลกชันในบราซิล สำคัญมาก สำหรับการศึกษานี้เพราะเป็นที่หลายใบตัดมดและญาติของการเลี้ยงเชื้อราอยู่ รวมทั้งชนิดที่เรารู้น้อยมากเกี่ยวกับ " โซโลมอนกล่าวเพื่อเก็บรวบรวมตัวอย่าง ทีมเดินทางข้ามมากของบราซิลในการค้นหาของมดตัดใบไม้ และญาติพี่น้อง เมื่อพวกเขาพบกลุ่ม พวกเขาจะขุดฟาร์มห้องแล้วใช้เครื่องมือปลอดเชื้อ และภาชนะเก็บปาล์มขนาดชิ้นสวนรา ห้องทดลอง , เชื้อราจากชิ้นส่วนเหล่านี้ถูกแยกและศึกษาทั้งทางและการจัดลำดับดีเอ็นเอด้วยกล้องจุลทรรศน์แบบดั้งเดิมวิจัยพบ 61 สายพันธุ์ใหม่ของ escovopsis มากกว่า 3 เท่าจำนวนที่ได้รับการ cataloged ในการศึกษาทั้งหมด นอกจากนี้ยังพบว่า escovopsis เป็นผู้มีความรู้ความสามารถหลากหลายกว่าที่คิดไว้ก่อนหน้านี้ ; ตัวแปรทางพันธุกรรมเดียวกันพบบุกรุกฟาร์มห่างเหินเกี่ยวข้องกับเห็ดราเติบโตชนิดมดและให้มากที่สุดเท่าที่สามรูปแบบที่แตกต่างกันของ escovopsis พบในอาณานิคมมดเหมือนกัน" นั่นอาจเป็นสําคัญ เพราะทั่วไปมากขึ้นและใช้กลยุทธ์การควบคุมในวงกว้าง ยิ่งประหยัด มันคือการพัฒนาและทดสอบ " โซโลมอนกล่าว บนพื้นฐานของสิ่งที่เรารู้ตอนนี้ มันสามารถเป็นไปได้ที่จะพัฒนากลยุทธ์การควบคุมที่ใช้ในการ escovopsis ซึ่งเป็นรูปแบบเดียวของปรสิตที่สามารถใช้เพื่อเป้าหมายชนิดที่แตกต่างกันหลายของมด "โซโลมอนกล่าวว่าจำนวนมากของการวิจัยยังต้องทำก่อนกลยุทธ์ดังกล่าวสามารถพัฒนา . ตัวอย่างเช่น นักชีววิทยายังไม่ได้เอกสารวงจรชีวิตที่สมบูรณ์ของ escovopsis . การศึกษาดังกล่าวจะต้องเข้าใจว่าปรสิตทำลายสุขภาพของอาณานิคมและวิธีการได้รับมันอาจจะใช้กับเครื่องตัดชนิดใบ
การแปล กรุณารอสักครู่..