O tym, że mrówki nierzadko łączą z grzybami różnorodne relacje, wiadomo nie od dziś. Na fali popularności serialu The Last of Us głośno stało się o pasożytniczym grzybie Ophiocordyceps unilateralis, który po dostaniu się do organizmu mrówki jest w stanie przejąć kontrolę nad jej zachowaniem. Niedawno pisaliśmy z kolei o odkryciu w podwarszawskiej miejscowości zupełnie nowego gatunku grzyba z rodziny Trichomeriaceae, który odnaleziono w kieszonce policzkowej mrówki ćmawej. Najnowsze badania naukowców z Wydziału Biologii UW i Ogrodu Botanicznego Uniwersytetu Warszawskiego pokazują, że budowane przez mrówki gniazda mogą stanowić siedlisko preferowane przez niektóre gatunki grzybów pleśniakowych (Mucoromycota).
Mikroświat mrówek
Mrówka ćmawa (Formica polyctena) jest jednym z gatunków zaliczanych do rudych mrówek leśnych. Dobrze ją znamy, gdyż występuje powszechnie w lasach mieszanych i iglastych naszej strefy umiarkowanej. Pełni niezwykle ważną funkcję w ekosystemie leśnym, między innymi żywi się liściożernymi owadami i w ten sposób ogranicza ich populację. Rude mrówki budują duże, trwałe gniazda, które przybierają postać nawet dwumetrowych kopców. Do ich budowy mrówki wykorzystują fragmenty ściółki leśnej, takie jak: igły sosnowe, kawałki kory czy małe gałązki. W takich „mrówkowcach” może mieszkać nawet ponad milion osobników.
Mrowisko pełni wiele ważnych funkcji. Przede wszystkim zapewnia bezpieczeństwo. Mrówki i ich larwy chronią się w nim przed drapieżnikami i oddziaływaniem niekorzystnych warunków atmosferycznych. Ale zaglądając do wnętrza mrówczych kopców, okazuje się, że to coś znacznie więcej niż zwykły „dom”. To unikalne mikrośrodowisko, w którym panują odmienne od otaczającego je świata warunki.
– Mrowisko różni się od swego otoczenia przede wszystkim zasobami. Jest tam nagromadzony materiał organiczny w postaci igieł, liści, fragmentów gałązek, ale również zjadanych przez mrówki owadów. W gniazdach mrówek mamy do czynienia z dużo większą koncentracją związków organicznych w porównaniu do jego otoczenia – zwraca uwagę Michał Kochanowski, jeden z autorów badań.
Tym, co odróżnia mrowisko od świata zewnętrznego, jest również panujący tam mikroklimat, który jest bardziej stabilny w porównaniu z otaczającą go ściółką leśną. W sezonie mrówczej aktywności, czyli od wiosny do jesieni, w mrowisku panuje optymalna temperatura do funkcjonowania i rozwoju mrówek, wahająca się od kilkunastu do około 30℃. W zimie zaś utrzymuje się ponad temperaturą zamarzania. Co więcej, w mrowisku nagromadzone są duże ilości żywicy, która może hamować wzrost niektórych mikroorganizmów.
Mrówki nie są jedynymi mieszkańcami mrowiska. Zamieszkuje je również wiele wyspecjalizowanych gatunków nicieni czy stawonogów. Odnajdziemy w nim też mikroorganizmy, takie jak bakterie czy grzyby. Co ciekawe, niemrówczych mieszkańców mrowisk (tzw. myrmekofili) łączą z budowniczymi mrowiska rozmaite relacje: mutualistyczne (czyli korzystne dla każdej ze stron), pasożytnicze lub te polegające na koegzystencji.
Lokatorzy na gapę
To właśnie relacje mrówek z grzybami zainteresowały autorów opublikowanych w 2024 r. badań. Naukowcy wyszli z założenia, że skoro mrówki ćmawe wykorzystują do budowy swoich gniazd fragmenty ściółki leśnej, to prawdopodobne jest, że w ich schronieniu będzie można odnaleźć zbiorowiska grzybów pleśniakowych, które uczestniczą w procesie rozkładu ściółki. Z jednej strony, badacze chcieli zweryfikować tę hipotezę. Z drugiej – sprawdzić, czy występujące w gnieździe zbiorowiska grzybów różnią się od tych, które odnaleźć można w ściółce leśnej. Dotychczas o relacjach rudych mrówek leśnych i pleśniakowców niewiele było wiadomo.
– Badaliśmy zbiorowisko grzybów w mrowisku, żeby porównać je ze zbiorowiskiem grzybów występujących poza nim. Chcieliśmy w ten sposób sprawdzić, czy mrówki poprzez swoją aktywność mogą kształtować środowisko w taki sposób, że stymuluje on rozwój jednych gatunków grzybów, a ogranicza rozwój innych. To znaczy, czy występowanie kopców w leśnej ściółce wpływa na różnorodność grzybów leśnego ekosystemu? – zwraca uwagę Kochanowski.
W tym celu naukowcy pobrali próbki materiału zarówno z kopców, jak i miejsc otaczających mrowiska. Próbki pobrano w czterech z mazowieckich lasów sosnowych w sierpniu i październiku 2020 r. W każdym z miejsc pobrano trzy rodzaje materiału: dwa pochodzące z gniazda mrówek (materiał ze środka i z powierzchni kopca) i jeden ze ściółki leśnej. Po uzyskaniu próbek naukowcy hodowali znajdujące się w nich grzyby. W tym celu wysiewali odpowiednio przygotowany materiał na szalki. Następnie identyfikowali grzyby, które wyrosły, na podstawie cech wyglądu (tzw. identyfikacja morfologiczna). Otrzymane wyniki potwierdzano przy użyciu technik molekularnych (z grzybów izolowano DNA, które następnie sekwencjonowano; na podstawie sekwencji potwierdzano oznaczenie morfologiczne).
Inżynierki ekosystemu
Naukowcom udało się ustalić, że w mrowiskach były obecne różnorodne grzyby pleśniakowe. Ponadto okazało się, że zbiorowiska grzybów w gnieździe różniły się od zbiorowisk, które znajdowały się w ściółce leśnej. Naukowcy zauważyli w mrowisku zwiększoną liczebność gatunku Entomortierella lignicola i grupy Absidia sct. cylindrospora, z kolei gatunki Umbelopsis curvata i Podila verticillata-humilis występowały w tym mikrośrodowisku rzadziej. Te dwa ostatnie obecne były przede wszystkim w próbkach pochodzących ze ściółki leśnej.
O czym świadczy ta odmienność? Jak zauważają naukowcy, sugeruje to, że gniazda mrówek mogą stanowić mikrosiedlisko preferowane przez konkretne gatunki grzybów, które przystosowały się do specyficznych warunków panujących w mrowisku. Co więcej, potwierdza to hipotezę, że mrówki – jako „inżynierki ekosystemu” – swym zachowaniem mogą oddziaływać na otaczające je środowisko, wytwarzając mikrośrodowiska, które z kolei mogą być zajmowane przez specyficzne gatunki grzybów. Przyczyniając się do zwiększenia bioróżnorodności ekosystemu.
Jaka relacja może łączyć grzyby obecne w mrowiskach z ich budowniczymi? Na razie to pytanie pozostaje bez odpowiedzi. Pewne jest natomiast to, że mamy do czynienia ze współwystępowaniem tych organizmów w mikrośrodowisku, jakim są gniazda mrówek. Jednak naukowcy mają już swoje hipotezy, które czekają na weryfikację.
– Wydaje nam się, że rozkładanie przez grzyby i bakterie materii organicznej nagromadzonej w gnieździe i związane z tym wydzielanie ciepła może być kluczowe dla funkcjonowania mrówek szczególnie w momentach przejściowych (np. wczesną wiosną). To zwierzęta zmiennocieplne – ich aktywność jest zależna od temperatury. W ten sposób mogą się ogrzać i aktywniej działać – wyjaśnia badacz.
