Kiến và khu vườn của chúng hợp sức chống ngoại xâm

Những căn bệnh mới thường ảnh hưởng trực tiếp tới cuộc sống cũng như tính an toàn của thực phẩm dành cho con người. Trong khi đó loài kiến cắt lá, một trong số ít nhóm côn trùng xã hội cũng trồng mùa màng, thu hoạch lá cây để bón cho những khu vườn nấm nằm trong lòng đất của chúng từ 50 triệu năm nay. Các nghiên cứu mới do viện Smithsonian thực hiện cho thấy cả kiến và vụ mùa nấm của chúng đều có thể tránh những loài nấm lạ đột nhập vào trong tổ, từ đó đảm bảo được mối quan hệ cộng sinh của chúng.

Sunshine Van Bael nhà nghiên cứu hậu tiến sỹ tại Viện nghiên cứu nhiệt đới Smithsonian giải thích: “Khi bạn nhìn vào một cái cây vùng nhiệt đới khỏe mạnh, bạn nghĩ rằng mình chỉ đang nhìn thấy một sinh vật. Một vài trong số đó có thể bảo vệ cây bằng cách loại bỏ mầm bệnh”. Nấm sống bên trong lá không hề gây bệnh cho cây được gọi là nấm endophyte. “Endo” nghĩ là “bên trong”, còn “phyte” nghĩa là “thực vật”.

“Chúng ta biết rằng kiến cắt lá có thể đảm bảo vệ sinh cho khu vườn của chúng một cách phi thường. Nhưng chúng ta đồng thời cũng băn khoăn rằng liệu nấm sống trong lá cây có thể khiến nó kém hấp dẫn đối với loài kiến hay không, và liệu điều đó có bảo vệ cái cây khỏi cuộc xâm lăng của những chú kiến hay không. Do hầu hết lá cây trong tự nhiên đều có chứa nấm endophyte, chúng ta tự hỏi quá trình chuẩn bị lá cây của loài kiến tác động tới nấm endophyte trong tổ như thế nào”.

Trên ảnh là chú kiến cắt lá. (Ảnh: STRI archives)

Van Bael cùng các cộng sự đã sử dụng các tổ kiến trong phòng thí nghiệm thuộc một loài kiến cắt lá có tên Atta colombica để kiểm tra phản ứng của những con kiến đối với những chiếc lá từ cây nho Merremia umbellata thuộc vùng nhiệt đới. Trong thí nghiệm các nhà nghiên cứu đã thay đổi mật độ của loài nấm endophyte Glomerella cingulata, rồi đưa cho những con kiến những cái lá có lượng nấm cao hoặc thấp. Họ cũng đưa thêm vào 32 loại nấm endophyte khác chống lại môi trường của khu vườn nuôi cấy trong đĩa cấy để xem liệu chúng có ức chế sự phát triển của nhau hay không.

Những con kiến cắt lá lấy những cái lá có chứa lượng nấm cả cao và thấp, nhưng chúng mất thời gian lâu hơn khi cắt những chiếc lá có lượng nấm cao. Bên cạnh đó, quá trình chuẩn bị của những chú kiến cũng làm giảm đáng kế lượng nấm trong mỗi mẩu lá trước khi chúng được bón xuống khu vườn. Thí nghiệm trên đĩa cấy cũng đồng thời cho thấy các loài nấm trong vườn làm giảm tốc độ phát triển của 28 trong số 32 loài nấm endophyte khác được thí nghiệm, những loài nấm endophyte được thí nghiệm có tốc độ phát triển nhanh hơn thì sẽ phải chịu tác động nhiều hơn. Điều này chứng minh rằng ngoài các hoạt động giữ gìn vệ sinh của loài kiến, bản thân khu vườn còn có thể cạnh tranh với vi sinh vật bên ngoài.

Van Bael kết luận rằng: “Nấm trong lá không hề được chào đón trong khu vườn của những chú kiến cắt lá”. Nghiên cứu của họ được công bố trực tuyến trên tờ Proceedings of the Royal Society B.

Tham khảo:
Sunshine A. Van Bael, Hermógenes Fernández-Marín, Mariana C. Valencia, Enith I. Rojas, William T. Wcislo, Edward A. Herre. Two fungal symbioses collide: endophytic fungi are not welcome in leaf-cutting ant gardens. Proceedings of The Royal Society B Biological Sciences, 2009; DOI: 10.1098/rspb.2009.0196