Kiến lợi dụng cây hay cây biến kiến thành 'nô lệ'?

Một nghiên cứu mới trong Kỷ yếu của Viện Hàn lâm Khoa học Quốc gia Mỹ đã phá vỡ lịch sử di truyền về 1.700 loài kiến và 10.000 chi thực vật, các nhà nghiên cứu nhận thấy lịch sử lâu dài của kiến và thực vật đồng tiến hóa bắt đầu bằng việc kiến thu thập thức ăn trên thực vật và thực vật phản hồi bằng cách phát triển các đặc điểm có lợi cho kiến.

Nelsen - người đứng đầu cuộc nghiên cứu giải thích: “Một số loài thực vật đã phát triển các tính năng thuyết phục kiến bảo vệ chúng khỏi sự tấn công từ các loài côn trùng khác và thậm chí cả động vật có vú. Chúng bao gồm hốc cây rỗng mà kiến có thể sống bên trong hay thêm mật hoa trên lá, thân cây để kiến có thức ăn. Một số con kiến sẽ chơi xấu bằng cách chỉ lấy mật hoa và bỏ đi, nhưng phần lớn kiến sẽ ở lại và tấn công bất cứ thứ gì cố làm tổn thương tới cái cây – nguồn sống của chúng”- Nelsen giải thích. Trong khi đó, cây cối “nhờ” kiến di chuyển hạt giống của chúng ra xung quanh, xa khu vực cây mẹ, không bị cạnh tranh về tài nguyên.

Các nhà khoa học không chắc chắn mối quan hệ tiến hóa giữa kiến và thực vật đã bắt đầu như thế nào. Nếu tiến hóa là một cuộc chạy đua vũ trang giữa các loài để phát triển lợi ích từ những vị hàng xóm của mình, thì các nhà khoa học muốn khám phá thực vật hay kiến là kẻ khởi đầu việc này?

Ree - chuyên gia về thực vật tại Bảo tàng Field cho biết: “Đó là một câu hỏi giống như câu hỏi gà hay trứng có trước, liệu mọi thứ bắt đầu bằng việc kiến phát triển hành vi để tận dụng lợi thế của thực vật, hay thực vật phát triển cấu trúc để tận dụng kiến?”.

Để xác định lịch sử tiến hóa trong việc tương tác giữa kiến và thực vật, Nelsen và các đồng nghiệp đã chuyển đổi một lượng lớn dữ liệu DNA và cơ sở dữ liệu sinh thái. “Chúng tôi liên kết những đặc điểm hành vi và vật lý của kiến và thực vật để xác định khi nào kiến bắt đầu ăn và sống trên thực vật, và khi nào thực vật phát triển khả năng sản xuất ra những thứ cần cho nhu cầu của loài kiến” - Moreau, chuyên gia về kiến giải thích.

Nhóm nghiên cứu đã lập ra bản đồ lịch sử về đặc điểm của các loại cây thân thiện thu hút kiến và của các loại kiến sống dựa vào thực vật trong phả hệ của dòng họ nhà kiến - một quá trình được gọi là tái thiết trạng thái tổ tiên. Kết quả cho thấy, có vẻ như kiến đã dựa vào thực vật lâu hơn quãng thời gian thực vật sống dựa vào kiến, vì thực vật không phát triển các cấu trúc chuyên biệt cho đến khi kiến xuất hiện, khi kiến cần thức ăn và môi trường sống.

“Một số con kiến không trực tiếp sử dụng thực vật, trong khi những con khác dựa vào thực vật để làm thức ăn, tìm kiếm môi trường sống và làm tổ. Đầu tiên kiến bắt đầu tìm thức ăn, sau đó chúng kết hợp thực vật vào chế độ ăn của mình và sau đó chúng bắt đầu làm tổ trên cây. Quá trình sống bám này dẫn tới sự phụ thuộc vào thực vật tăng lên, gắn bó như hiện nay” - Nelsen nói.

Và trong mối quan hệ đôi bên cùng có lợi giữa kiến và thực vật suốt nhiều năm qua, từ quan điểm tiến hóa cho thấy, loài kiến lấy thức ăn và làm tổ trên thực vật không phát triển hơn những loài không làm như vậy nhưng nghiên cứu này khá quan trọng vì nó cung cấp một cái nhìn khác về cách thực vật và động vật tương tác với nhau, chúng tương tác một cách phổ biến và cũng phức tạp trong quá trình phát triển.