Research press release

人類の農耕のはるか以前にアリは植物を栽培していた

Nature Plants

Ants farmed plants long before human agriculture

能動的に植物を栽培し、身を守るためにそれに住み着くフィジーのアリが、今週の掲載論文で報告されている。今回の研究で行われたこの行動に関する進化的解析からは、そのアリが数百万年にわたって植物を栽培しており、人類による農耕をはるかにさかのぼることが示唆されている。

菌類を栽培するハキリアリや甲虫類など、複数種の動物は、他の生物を世話して育てる、すなわち栽培する互恵関係を発達させた。

Guillaume ChomickiとSusanne Rennerは今回、フィジーの島々で、Philidris nagasauというアリが少なくとも6種のSquamellaria属植物(体を支えるためにほかの植物や樹木に付着して地上で生育し、栄養素を求めて地面まで伸びることのない着生植物)を能動的に栽培していることを明らかにした。著者は、この昆虫がその植物の果実から種子を収集し、それを宿主樹木の割れ目に挿入することを発見した。割れ目の実生は中空の小室を形成してアリが絶えずそこを訪れ、幼植物体はアリが小室内で排泄を行うおかげで栄養素を得ることができるため、下界の豊かな熱帯土壌から離れたままで生育することができる。小室は成長し、一時的に訪れる働きアリおよび定住するアリのコロニーに営巣の場および身の安全を提供する。著者はこの相互作用について、既知のアリ・植物間の相利共生と異なり、条件的ではなく絶対的なものであることを指摘している。そのアリと植物は相互に依存しており、互いの存在なしには生存することができないのである。単独で栽培されたその植物は、支持体となった樹木の上でアリの道が交互に行き交う営巣ネットワークを形成し、その中心部に女王アリが鎮座することが分かった。

最後に、著者はアリと植物の両方に関する進化史を推測している。それによれば、この栽培行動は、植物が樹皮に着生するための特別な適応を発達させアリが播種行動を開始するという共進化により、約300万年前に生じたのではないかということである。

A Fijian ant that actively cultivates plants and then inhabits them for protection is described in a paper published online this week in Nature Plants. The study involves an evolutionary analysis of this behaviour that suggests the ants have been farming the plants for millions of years, long before human agriculture.

Several species of animals, such as leafcutter ants or beetles cultivating fungi, have developed mutually beneficial relationships in which they grow and nurture - or farm - other organisms.

Guillaume Chomicki and Susanne Renner now show that on the Fijian islands, the ant Philidris nagasau actively farms at least six species of the plant Squamellaria (epiphytic plants that grow above ground on another plant or tree for support and do not have access to soil for nutrients). They find that the insects gather seeds from the plants’ fruits and insert them into cracks of the host tree. Seedlings then form hollow chambers that are constantly visited by the ants, which defecate inside to fertilize the young plant and help it grow without access to the rich tropical soil below. The chambers grow and offer nesting space and protection for transient workers and permanent ant colonies. Unlike previously observed ant-plant mutualisms, the authors note that this interaction is not facultative but obligate: the ants and plants are interdependent and one cannot survive without the other. The authors show that the created monoculture of plants forms a housing network criss-crossed by ant trails on the support tree, with the queen at its centre.

Finally, the authors reconstruct the evolutionary history of both the ants and plants to suggest that this farming behaviour arose around three million years ago by co-evolution: the plants developed a specific adaptation for bark anchoring, and the ants started their planting behaviour.

doi: 10.1038/nplants.2016.181

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