大約12000年前，人類(lèi)開(kāi)始種植農(nóng)作物。但螞蟻在這方面已經(jīng)做得相當(dāng)久了。其中切葉蟻是最著名的昆蟲(chóng)種植者，它們根據(jù)切碎的植物物質(zhì)“經(jīng)營(yíng)”真菌農(nóng)場(chǎng)超過(guò)5000萬(wàn)年。然而螞蟻“種植”開(kāi)花植物的歷史則比較短，始于300萬(wàn)年前的斐濟(jì)群島。
　　近日，由英國(guó)牛津大學(xué)植物科學(xué)系Guillaume Chomicki博士領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)證實(shí)，數(shù)百萬(wàn)年的螞蟻農(nóng)業(yè)已經(jīng)重塑了植物生理學(xué)。螞蟻農(nóng)夫?qū)⒏坏募S便直接沉積在植物中，從而促進(jìn)了這些具有超強(qiáng)吸收能力植物結(jié)構(gòu)的進(jìn)化。這意味著，螞蟻衍生的營(yíng)養(yǎng)素主動(dòng)靶向超吸收性位點(diǎn)，而不是作為副產(chǎn)物沉積。這一新的認(rèn)識(shí)可能為我們爭(zhēng)取糧食安全的斗爭(zhēng)提供重要線(xiàn)索。該研究近日已發(fā)表在New Phytologist上。

　　Chomicki博士說(shuō)：“植物吸收氮的速度是限制植物生長(zhǎng)速度的一個(gè)關(guān)鍵因素。大多數(shù)植物，包括我們的作物，從土壤中吸收氮，因此不會(huì)自然地暴露于氮濃度很高的環(huán)境中。然而，數(shù)百萬(wàn)年來(lái)，螞蟻一直將富氮的糞便直接沉積在植物體內(nèi)。后續(xù)的研究將解密這種超強(qiáng)吸收能力植物結(jié)構(gòu)的遺傳基礎(chǔ)，這些成果最后很可能用于農(nóng)作物，從而提升農(nóng)作物的氮吸收能力?！?BR>　　這是一種獨(dú)特的農(nóng)業(yè)形式，螞蟻不但為自己種植食物，還為自己找到棲息之地：植物為螞蟻提供現(xiàn)成的洞穴居住環(huán)境。這種共生關(guān)系對(duì)于雙方都是必要的。螞蟻已經(jīng)失去了大多數(shù)其他熱帶樹(shù)木螞蟻所具有的筑巢能力。生長(zhǎng)在樹(shù)表面的附生植物則依賴(lài)螞蟻提供的營(yíng)養(yǎng)素和防御能力得以生存。
　　為了測(cè)試螞蟻“種植”植物的營(yíng)養(yǎng)是否發(fā)生變化，Chomicki對(duì)斐濟(jì)群島植物內(nèi)部由螞蟻提供的營(yíng)養(yǎng)沉積物進(jìn)行了追蹤分析。在這些被螞蟻“種植”的植物物種中，這些特殊的螞蟻只會(huì)在植物壁上超吸收性疣的位置排泄。在生活在同一斐濟(jì)熱帶雨林中密切相關(guān)的非養(yǎng)殖植物物種中，螞蟻沒(méi)有表現(xiàn)出這種農(nóng)業(yè)行為。這項(xiàng)研究表明，類(lèi)似的超吸收性疣已經(jīng)在由農(nóng)蟻定植的譜系中反復(fù)進(jìn)化。
　　由于“螞蟻農(nóng)夫”為它們的農(nóng)作物提供營(yíng)養(yǎng)，所以它們可能改變農(nóng)作物的營(yíng)養(yǎng)。對(duì)這種螞蟻來(lái)說(shuō)，它們自己和植物雙方都會(huì)在進(jìn)化過(guò)程中發(fā)生改變。
　　該研究通訊作者、慕尼黑大學(xué)的Susanne S. Renner教授說(shuō)：“螞蟻對(duì)植物的馴化導(dǎo)致了對(duì)螞蟻衍生氮的吸收增加了2倍以上，這種嚴(yán)格的養(yǎng)分循環(huán)是附生植物在無(wú)土運(yùn)河中生活的關(guān)鍵能力。”
這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)證實(shí)了這樣一種觀點(diǎn)，即數(shù)百萬(wàn)年的螞蟻農(nóng)業(yè)已經(jīng)改造了植物生理學(xué)，從作為副產(chǎn)物的螞蟻衍生營(yíng)養(yǎng)物轉(zhuǎn)變?yōu)樵诔招晕稽c(diǎn)上有針對(duì)性的施肥。就像我們新興的“精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)”一樣，計(jì)算機(jī)控制的設(shè)備和無(wú)人機(jī)被用來(lái)將營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)定位到最需要它們的田地中。這些螞蟻顯然已經(jīng)發(fā)展成為一種特殊的精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)。它們將營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)定位于植物中具有高吸附性的特異性組織。

　　論文鏈接：https://nph.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/nph.15855

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