1

Myrmekofyytit ovat kasveja, jotka elävät symbioottisessa suhteessa muurahaisiin. Tällainen myrmekofyytti on akaasialaji Acacia hindsii, joka on kotoisin Keski-Amerikan trooppisista kuivista metsistä. Sen asukkaat ovat Pseudomyrmex-suvun muurahaisia. Muurahaiset ovat täysin riippuvaisia isäntäkasveistaan meden saannissa ja ravintoelimistössä, jossa on runsaasti niiden tarvitsemia proteiineja ja lipidejä. Akaasia tarjoaa myös suojan, niin kutsutun domatian, turvonneiden piikkiensä koloissa. Vastineeksi tilasta ja ravinnosta mutualistiset Pseudomyrmex ferrugineus-muurahaiset ryhtyvät henkivartijoiksi, jotka suojelevat isäntäänsä kasvinsyöjiä ja kilpailevia kasveja vastaan. Jotkin muurahaiset hyötyvät kuitenkin myös kasvin palveluista antamatta mitään vastineeksi, kuten loismuurahaislaji Pseudomyrmex gracilis.

Max Planck Institute for Chemical Ecology-instituutin tutkijat ovat nyt tutkineet syvemmin hyönteisten ja kasvien välistä vuorovaikutusta ja kysyneet, antavatko pikkuruiset henkivartijat suojaa myös mikrobipatogeeneilta. He vertasivat mutualististen tai loismuurahaisten asuttamien akasiakasvien lehtiä lehtiin, joista muurahaiset oli poistettu. On kiinnostavaa, että loismuurahaisten asuttamissa akasian lehdissä oli enemmän kasvinsyöjien ja mikrobipatogeenien aiheuttamia lehtivaurioita kuin lehdissä, joissa oli mutualistisia muurahaisia. Oikean symbioottisen kumppanin läsnäololla näytti olevan positiivinen vaikutus kasvin terveyteen.

lehtien pintojen analyysi paljasti, että sekä kasvipatogeenien että nekroottisten kasvikudosten määrä lisääntyi huomattavasti, kun mutualistisia Pseudomyrmex ferrugineus-muurahaisia ei ollut. Näillä kasveilla ilmeni myös voimakkaita immuunivasteita salisyylihapon, kasvihormonin, lisääntyneen pitoisuuden muodossa, joka säätelee puolustusta taudinaiheuttajia vastaan. Lehtien pintojen bakteerikoostumuksen yksityiskohtainen analyysi viittasi siihen, että mutualististen muurahaisten läsnäolo muutti bakteeripopulaatioita ja vähensi haitallisia taudinaiheuttajia. Vaikka tämä vaikutus on paljon vähäisempi, se voidaan havaita myös loismuurahaisilla.

on vielä epäselvää, miten antimikrobinen suoja siirtyy muurahaisista kasveihin. Julkaisun ensimmäinen kirjoittaja chileläinen tutkija Marcia González-Teuber epäili, että muurahaisiin liittyvillä mikro-organismeilla saattaa olla osuutta asiaan. Koska akasian lehtiä koskettavat lähinnä muurahaisten jalat, hän uusii mutualististen ja loismuurahaisten jalat ja testasi uutteiden vaikutusta bakteeripatogeenien kasvuun laboratoriossa. Kasvipatogeeni Pseudomonas syringae oli herkkä molempien muurahaislajien jalkauutteiden levittämiselle ja sen kasvu estyi. Seuraavassa vaiheessa tutkija eristi ja tunnisti bakteerit muurahaisten jaloista. Laboratoriokokeissa Bacillus -, Lactococcus -, Pantoea-ja Burkholderia-sukujen bakteerikannat estivät tehokkaasti tartunnan saaneista akasian lehdistä eristettyjen Pseudomonas-bakteerien kasvua. On kiinnostavaa, että joidenkin muurahaisiin liittyvien bakteerisukujen tiedetään tuottavan antibioottisia aineita.

Jenan tutkijat ovat näin lisänneet muurahaisten ja niiden isäntäkasvien symbioosiin toisen vuorovaikutustason. ”Tällaiset mutualistiset suhteet ovat paljon monimutkaisempia kuin aiemmin on ajateltu. Tulevaisuudessa meidän on otettava huomioon bakteerit ja muut mikro-organismit”, sanoo Max Planck-instituutin Bioorgaanisen kemian laitoksen johtaja Wilhelm Boland. Muurahaisten ja myrmekofyyttisten kasvien välisiä symbioottisia suhteita koskevissa tutkimuksissa ei pitäisi unohtaa bakteerikumppaneiden roolia, jotka auttavat muurahaisia suojelemaan ”omia” kasvejaan.