Вертикально передающиеся бактериофаги-нематоды — постоянные обитатели гнёзд в му Mutualизмe муравьёв Azteca и растений Cecropia

Крошечные черви в домах на деревьях

Высоко в тропических кронах некоторые муравьи живут внутри полых стеблей и яростно защищают свои лиственные жилища. Это исследование показывает, что эти древесные «домики» также надёжно заселены микроскопическими червями — нематодами. Они не просто халявщики или скрытые вредители: эти крошечные существа оказываются регулярными долгосрочными обитателями, которые могут незаметно поддерживать работу этого миниатюрного мира.

Жизнь внутри живого дерева

В лесах Центральной Америки деревья Cecropia образуют полые стебли, где селятся муравьи Azteca. Муравьи прокладывают ходы в стеблях, воспитывают потомство и защищают дерево от голодных насекомых и зарослей лоз. Внутри камер стебля рабочие муравьи складывают рыхлые кучи пережёванной растительной ткани, сброшенных хитиновых покровов и других органических частиц, известные как «лопасти» (patches). Ранее было показано, что в этих лопастях процветают бактерии и грибы. Новый вопрос заключался в том, образуют ли нематоды также стабильную часть этой крошечной экосистемы и как их сообщества меняются по мере роста колоний муравьёв и при взаимодействии различных видов муравьёв и деревьев.

В поисках скрытых соседей

Исследователи вскрыли полые стебли в 65 колониях Azteca, живущих в трёх видах Cecropia в Коста‑Рике. Они собрали лопасти из молодых и зрелых колоний и исследовали их двумя способами. Сначала по микроскопу визуально идентифицировали и посчитали нематод в подсекции колоний, ориентируясь на форму тела и ротовые структуры. Затем извлекли ДНК из лопастей и секвенировали маркерный ген, который позволяет распознавать разные линии нематод. Сочетая эти подходы, учёные могли увидеть не только какие типы нематод присутствуют, но и насколько распространены те или иные группы по многим гнёздам.

Верные обитатели, которые распространяются вместе с муравьями

Самый заметный паттерн — постоянство: нематоды, питающиеся бактериями из отряда Rhabditida, обнаруживались в каждой пробе лопастей, независимо от вида муравьёв, вида дерева или возраста колонии. Другие нематоды появлялись лишь время от времени. Некоторые, вероятно, питались растениями или грибами и предпочитали молодые лопасти, богатые свежей растительной тканью, тогда как другие были всеядными или хищными и встречались преимущественно в более старых, хорошо развитых лопастях. В целом же разнообразие и соотношение типов нематод в данной колонии оставалось стабильным от самых ранних стадий — когда одна королева основывает гнездо — до крупных, устоявшихся колоний. Поскольку ранее было показано, что молодые королевы переносят нематод на себе или внутри тела, а новые лопасти глубже в дереве по составу нематод похожи на старые, полученные данные сильно поддерживают две траектории распространения: вертикальную передачу от материнской колонии к дочерней через королеву и горизонтальное распространение от лопасти к лопасти по мере освоения колонией большего числа камер стебля.

Вид муравьёв формирует микроскопическое сообщество

Хотя сообщества нематод были стабильны во времени внутри каждой колонии, они не были идентичны у разных видов муравьёв. Колонии двух видов Azteca содержали сходный набор нематод Rhabditida, но в разных пропорциях. Один вид муравьёв строит более плотные, влажные, трёхмерные слои лопастей, в то время как другой формирует более сухие, песчаные слои. Эти контрастные структуры лопастей, вероятно, благоприятствуют нематодам разного размера и стиля передвижения, так же как текстура почвы влияет на то, какие черви могут процветать под землёй. В отличие от этого, конкретный вид дерева Cecropia мало влиял на разнообразие нематод после того, как муравьи обустроили гнёзда, что подчёркивает, что именно муравьи через способы строительства и управление отходами являются главными архитекторами этого микроскопического мира.

Чем могут заниматься черви

С точки зрения нематод, муравьиные гнёзда предлагают безопасное, богатое пищей убежище и встроенную транспортную систему в лице крылатых королев. Но что выигрывают муравьи и деревья, если что‑то вообще получают? Несмотря на огромное количество обнаруженных нематод, в колониях и у деревьев‑хозяев не наблюдалось признаков вреда, а муравьи известны тем, что агрессивно удаляют угрозы для здоровья гнезда. Авторы предполагают, что нематоды могут действовать скорее как помощники, чем как паразиты: поедая бактерии, выделяя питательные вещества и постоянно передвигаясь по лопастям, они могут ускорять разложение органики, перерабатывать азот и помогать поддерживать баланс микробных сообществ. В этом представлении нематоды становятся крошечными инженерами экосистемы, тихо поддерживающими функционирование и чистоту жилых помещений муравьёв.

Скрытое партнёрство внутри партнёрства

Эта работа демонстрирует, что бактериоедающие нематоды — не случайные посетители, а постоянные, надёжно наследуемые члены партнёрства Azteca–Cecropia. Разные виды муравьёв, по‑видимому, культивируют различные комбинации нематод просто за счёт того, как они строят и обслуживают свои гнёзда. Хотя многое ещё предстоит проверить, исследование указывает на глубоко переплетённые трёхсторонние отношения между деревьями, муравьями и микроскопическими червями, в которых даже мельчайшие обитатели могут помогать поддерживать жизнь в полом стебле.

Цитирование: Barrajon-Santos, V., Nepel, M., Sudhaus, W. et al. Vertically transmitted bacterivorous nematodes are consistent nest inhabitants in the Azteca-Cecropia ant-plant mutualism. Sci Rep 16, 9624 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-025-34231-9

Ключевые слова: взаимовыгодные отношения муравья и растения, нематоды, деревья Cecropia, муравьи Azteca, микробная экология