Mrówki zamieszkują niemal wszystkie zakątki świata. W 2022 r. naukowcy z Niemiec, Australii, Chin i Francji oszacowali, że ich populacja może wynosić nawet 20 bld. To oznacza, że na jednego człowieka przypada 2,5 mln mrówek. Ich działalność wpływa na procesy glebotwórcze i oczyszczanie lasów, jak również pomaga w utrzymaniu równowagi w środowisku. Znaczenie mrówek dla poszczególnych ekosystemów wciąż nie jest w pełni znane. Szczególnie interesujące – i obiecujące – zdają się powiązania owadów z występującymi w ich środowisku grzybami.
Relacje pomiędzy mrówkami a grzybami bywają różnorodne. Zdarzają się fatalne w skutkach dla mrówek – interakcje pasożytnicze. Gdy do mrowiska przedostaną się przedstawiciele patogennych grzybów z rodzaju Metharizium i Beauveria, doprowadzają do szybkiej śmierci mocno zakażonych osobników. Z drugiej strony, istnieją też grzyby „łagodnie pasożytnicze”, na przykład z gatunku Rickia wasmannii, które – porastając ciała mrówek – nieznacznie skracają długość ich życia, ale równocześnie wpływają na życie społeczne całego gniazda, obniżając poziom agresji u zarażonych osobników.
Niektóre relacje na linii mrówka-grzyb przynoszą owadom wiele korzyści. Na przykład grzyby z rzędu Chaetothyriales, które rosną w gniazdach niektórych gatunków mrówek, mogą stanowić dodatkowe źródło ich pożywienia. Jedno z najnowszych odkryć w tej dziedzinie należy do zespołu badaczy z Wydziału Biologii UW we współpracy z Instytutem Botaniki im. Władysława Szafera Polskiej Akademii Nauk. W maleńkiej kieszonce policzkowej mrówki ćmawej udało się im odnaleźć zupełnie nowy gatunek grzyba. Odkrycie może wskazywać, że symbiozy między mrówkami a grzybami są bardziej powszechne niż wcześniej się badaczom wydawało.
Mrówka jak chomik?
Kieszonka policzkowa to część przewodu pokarmowego mrówek znajdująca się w jamie gębowej. Pełni ona funkcję urządzenia filtrującego, gdzie gromadzone są cząstki pokarmu, zbierane podczas żerowania, pielęgnacji ciała i czyszczenia gniazda
– Kieszonki pełnią rolę swoistych „przenośnych śmietników”, do których trafiają zarodniki i strzępki grzybów, z którymi mrówki wchodzą na co dzień w kontakt. Badając grudkę policzkową wyciąganą z kieszonki, znajdziemy grzyby, które mrówka napotkała, czyszcząc pancerz swój, swoich sióstr bądź hodowanych mszyc, czy porządkując korytarze mrowiska. Mogą być tam również grzyby, które mrówka zjada, celowo albo przy okazji spożywania innych pokarmów. Badając zawartość kieszonek, możemy lepiej poznać świat, jaki na co dzień widzi mrówka, zbliżyć się do jej poziomu, świata jej skali – tłumaczy Igor Siedlecki z Ogrodu Botanicznego Uniwersytetu Warszawskiego.
Poza tym, co do kieszonek trafia z zewnątrz, ten fragment układu pokarmowego może zawierać również mikroorganizmy symbiotyczne, zamieszkujące tam na stałe – analogicznie do bakterii i grzybów mieszkających w naszych jelitach.
– Badając takie mikrośrodowisko, możemy również poznać grzyby, które na przykład pomagają w trawieniu zdobywanego pokarmu. Co ciekawe, poza pojedynczym badaniem z 1920 r., w którym zaobserwowano obecność zarodników grzybów w kieszonkach wielu różnych gatunków mrówek, w tym rudych mrówek leśnych, nauka nie sięgała więcej po tę grzybową różnorodność ukrytą w mrówczych policzkach – mówi naukowiec.
Mrówki spod Warszawy
Mrówki do badania zebrano w sierpniu 2019 r. z kopca ulokowanego w lesie mieszanym w pobliżu Piławy, w powiecie piaseczyńskim. Następnie przeniesiono je do laboratorium. Tam – z grudek znalezionych w kieszonkach policzkowych – udało się wyizolować sporo różnorodnych grzybów. Były między innymi takie, które występują np. w ściółce leśnej, powszechnie znane mykologom. Jednak dwie, bardzo wolno rosnące kolonie o wyraźnie ciemniejszych strzępkach, wzbudziły zainteresowanie badaczy. Jak mówi Igor Siedlecki, naukowcy mieli ogromne szczęście, że udało się je w ogóle zauważyć.
– Zdecydowana większość grzybów pozostała jeszcze nieodkryta. W tym momencie poznaliśmy około 155 000 gatunków grzybów, a wydaje się, że może być ich nawet ponad dwa i pół miliona. Wiele niepoznanych gatunków to albo grzyby, których w ogóle nie potrafimy wyhodować w laboratorium, albo takie organizmy, które bardzo wolno rosną na szalce z podłożem mikrobiologicznym. Te drugie po prostu często nam umykają, bo zanim uzyskają zauważalny rozmiar, zostaną zarośnięte przez inne gatunki lub zdążymy już taką szalkę wyrzucić – podkreśla badacz.
Po analizie wyglądu kolonii przy użyciu mikroskopu świetlnego oraz wyizolowaniu i zsekwencjonowaniu DNA obu szczepów okazało się, że naukowcy mają do czynienia z odkryciem zupełnie nowego gatunku grzyba. Wykonane prace pozwoliły ustalić, że należy on do rodziny Trichomeriaceae, do której należą m.in. również grzyby przerastające i wzmacniające ściany kartonowych gniazd wielu gatunków mrówek występujących w klimacie tropikalnym. Znalezienie takiego gatunku w lesie pod Piasecznem – w strefie umiarkowanej – czyni odkrycie jeszcze ciekawszym!
Po kiego grzyba?
Nowy grzyb nazwany został Formicomyces microglobosus. Czym się charakteryzuje?
– Szczepy odkryte u podwarszawskich mrówek wytwarzają owalne lub maczugowate zarodniki, podczas gdy zarodniki blisko spokrewnionych przedstawicieli rodzaju Trichomerium przypominają coś na kształt maleńkich gwiazdek. Dodatkowo, w przypadku naszych szczepów, obserwowaliśmy małe kuliste komórki występujące na końcach strzępek, co znalazło odzwierciedlenie w nazwie gatunkowej naszego grzyba, tj. microglobosus, czyli coś jakby „mikro-kulisty” – mówi Igor Siedlecki.
Okrycie nowego grzyba to dopiero pierwszy krok. Kolejny – to ustalenie, mówiąc żartobliwie, „po kiego grzyba” znajduje się on w przewodzie pokarmowym naszej mrówki, czyli jaką dokładnie pełni rolę. Pytanie o charakter interakcji pomiędzy F. microglobosus a mrówką ćmawą, i o tej interakcji powszechność, wciąż pozostaje bez odpowiedzi i wymaga dalszych badań.
Naukowcy z Wydziału Biologii UW nie poprzestają jednak na tym jednym odkryciu. Według Igora Siedleckiego dalsze badania mrówczych policzkowych kieszonek mogą doprowadzić do izolacji większej liczby nieopisanych dotychczas gatunków mikroorganizmów.
