A gubacs, a darázs, a hangya és a hangyakalács

Hugo Deans 2020-ban, a felfedezés idején még csak 8 éves volt, amikor a kertjükben egy farönköt felemelve hangyabolyt talált, és abban különös, borsszem nagyságú gömbölyű dolgokat, amiket valamilyen magnak vélt. A kisfiú édesapja, aki történetesen a Pennsylvania Állami Egyetem rovarász professzora, azonban felismerte: ezek apró tölgygubacsok, vagyis a növény olyan kinövései, amelyet valamilyen rovar indukált.

Hugo, ma 10 évesen így emlékszik a felfedezésére: „Azt hittem, magok, és el is csodálkoztam, mert nem tudtam, hogy a hangya magvakat gyűjt, azt hittem, a ház körüli mindenféle maradékot eszik. Aztán még jobban elcsodálkoztam, amikor apa izgatottan mondta, hogy ezek gubacsok. Kíváncsi voltam, minek gyűjtenek a hangyák gubacsokat?”

Andrew Deans, a rovarász apuka elmondta, hogy a növények és rovarok közti kapcsolat számtalan esetben igen jól ismert és jól dokumentált, így azt is jól tudjuk, hogy a gubacsdarazsak közül több faj a tölgyeket keresi fel azért, hogy petéiket lerakják. A peték és a fejlődő lárvák pedig a növény szöveteinek burjánzását előidézve védőburkolat növekedésére, vagyis gubacsképzésre késztetik a növényt.

Ettől független folyamatként az is ismert, hogy vannak olyan növények (nem is kevés, mintegy 11 ezer faj!), amelyek a hangyák számára ehető kinövéseket képeznek a magvaikra, hogy azzal a hangyák önkéntes segítségét vegyék igényben a magvak terjesztéséhez (hisz tudjuk, minden hangya szívéhez is a gyomrán keresztül vezet az út). A magot a hangya a fészkébe gyűjti, majd amikor az ehető részt elfogyasztották, a magot a hangya ismét átszállítja, ezúttal a fészkén kívüli szeméthalomra, így a mag az anyanövénytől távolabbra juthat és kisebb versengés árán kezdhet új életet.

E hangyák által elvégzett terjesztési módszernek külön tudományos neve is van: mirmekokória, sőt, a magvakon nőtt tápanyagot tartalmazó kinövéseknek is: hangyakalács vagy hangyakenyér (idegen szóval elaioszóma). Hazai példa erre a különleges kapcsolatra a védett vetővirág, a kakasmandikó, a ligeti csillagvirág vagy az egészen gyakori odvas és ujjas keltike, valamint a magjukat terjesztő hangyák esete, mindegyik magjain van hangyakalács, és csak akkor kezd csírázni a mag, ha azt a hangya lerágcsálta róla.

„A mirmekokória esetében a hangya jutalma a magvakon lévő ehető rész tápanyaga, ám a növény számára különös előnyt jelent a versenytársaktól és ellenségektől mentes környezet, ahova a hangya elvitte a magot” – magyarázta Deans. Mintegy 100 éve dokumentálták először ezt a módszert, és azóta is gyakran tanítják a biológushallgatóknak a növény-rovar kapcsolatok mintapéldájaként.

A professzor kisfiának felfedezéséből tudományos kutatás lett, amelyet a The American Naturalist folyóiratban publikáltak Deans és kollégái. A vizsgálatok az eddig ismert, egészen egyszerű mag-hangya interakcióknál sokkal összetettebbet tártak fel. „Először is kiderült, hogy eredetileg ezek a gubacsok  rózsaszínű sapkát viselnek, ám a hangyabolynál találtakon ez már nem volt rajta, ami azt sugallta, a hangyák elfogyaszthatták.” Személyes és videókamerás megfigyeléseket végeztek több hangyabolynál, és ezekből kiderült, a hangya valóban a fészkébe hordta a gubacsokat (még a sapkával együtt), a fészekbe, majd ott leették róluk a hangyakalácsot, magukat a gubacsokat viszont nem bántották.

Kiderült, hogy a gubacsdarázs egyrészt manipulálja a növényt azzal, hogy gubacsnövesztésre készteti, majd manipulálja a hangyát is azzal, hogy a gubacsban fejlődő lárvákat védett helyre viteti velük!

A kutatók egy másik kísérletben azt mérték fel, hogy egy növényi magon lévő hangyakalács, vagy a gubacsokon lévő hangyakalács volt-e a hangyák számára vonzóbb, és arra jutottak, hogy mindkét csemegét egyaránt kedvelték az állatok, egyforma arányban szállították őket a fészkeikbe. Sikerült azt is kimutatniuk, immáron laborkísérlettel, hogy a hangyák a sapkával (hangyakaláccsal) rendelkező gubacsokat preferálták a sapka nélküliekhez képest. Ez pedig azt jelenti, hogy a gubacson kimondottan a hangyák kedvéért képződtek a hangyakalácsok! A magvakon és a gubacson lévő hangyakalács kémiai összetételének összevetéséből pedig az derült ki, hogy mindegyikben jócskán találhatóak tápláló zsírsavak, és mindkét esetben olyanok, mint az elpusztult rovarokban vannak. A hangyákról jól tudjuk, hogy elsőként érkeznek a helyszínre, ha egy rovar elpusztul valahol…

A kutatók úgy vélik, a gubacsok mirmekokóriája előbb kialakulhatott, mint a növényi magvaké (ez utóbbi száznál is több alkalommal, külön-külön), arra alapozzák az elképzelésüket, hogy a tölgyek gubacsai rendkívül elterjedtek, és nagy mennyiségben állnak rendelkezésre ahhoz, hogy elindíthassanak egy ilyen kapcsolatot.
Hamarosan kiderülhet az is, hogy vajon tényleg így van-e, a kutatók kaptak anyagi támogatást arra a vizsgálatra, amelyben feltárhatják a kapcsolatrendszer eredetét.

Bár ez nem közismert, azonban a gubacsokkal egykor a háziállatokat hizlalták, olyan hatalmas mennyiségben állt rendelkezésre ez a tápanyagokban gazdag kinövés.