Binnenvallende mier bedreigt uniek Afrikaans ecosysteem

Noem het Game of Thorns. Een stekelige boom die groeit in de kleirijke grond van Oost-Afrika werft stekende mieren om zich te verdedigen tegen knagende giraffen en plunderende stierolifanten. In ruil daarvoor bieden de bomen nectar en beschutting gezwollen doornen voor de insecten. De beloningen zijn zo aantrekkelijk dat, in een drama dat doet denken aan een middeleeuws fantasy-tv-programma, vier inheemse mierensoorten tegen elkaar vechten om de bomen te bewonen. Maar volgens een nieuwe studie wordt dit oorlogvoerende koninkrijk belegerd door een nog gewelddadiger buitenstaander. De gevolgen kunnen olifanten, andere grote dieren in het wild beïnvloeden en misschien de toekomst van iconische reservaten zoals Serengeti National Park.

De boom in kwestie wordt de fluitende acacia ( Acacia drepanolobium ) genoemd. Deze bomen hebben een mutualistische relatie met inheemse mieren ontwikkeld. Wanneer herbivoren de bladeren proberen te strippen of humeurige olifanten proberen takken af ​​te rippen, rennen de mieren uit hun boomhutten om het dreigende dier te bijten en te steken. Olifanten hebben zo'n afkeer van de mieren dat ze de acacia niet zullen eten, wat helpt voorkomen dat de bosrijke savanne een grasland wordt.

De ecologie van dit systeem is fascinerend. De vier soorten inheemse mieren concurreren woest met elkaar om elke boom te bezetten. Drie soorten, in het geslacht Crematogaster, feesten op nectar die de boom voor hen produceert in gespecialiseerde organen die nectaries worden genoemd. Opgepopt met suiker, zullen ze zich haasten om tegen elke vreemde mier te vechten, eromheen krullen en de buik in een doodsgreep met hun lichamen vastklemmen.

Twee soorten Crematogaster vechten elkaar om het bezit van een acaciaboom.

Twee soorten Crematogaster vechten elkaar om het bezit van een acaciaboom.

Todd Palmer

De vierde inheemse soort, Tetraponera penzigi, heeft echter een passief-agressieve strategie voor het monopoliseren van de bomen die het bewoont. Zonder smaak voor nectar vernietigt T. penzigi de nectaries, waardoor de boom minder aantrekkelijk wordt voor andere soorten. ( T. penzigi oogst schimmelsporen en stuifmeel en boerderijen schimmel.) En in tegenstelling tot Crematogaster, wanneer T. penzigi wordt aangevallen, trekken ze zich terug in de gezwollen doornen en verdedigen ze met stingers.

Ongeacht hoe ze tegen elkaar vechten, alle soorten zullen de boom verdedigen tegen olifanten en andere herbivoren. En zo is het al millennia lang. Maar ongeveer 4 jaar geleden werden onderzoekers in centraal Kenia zich bewust van de komst van de koppige mier ( Pheidole megacephala ). Niemand weet waar de bigheaded mier oorspronkelijk vandaan kwam, misschien Zuid-Afrika of Madagascar. Maar het is duidelijk dat het een aanhoudende en zeer succesvolle indringer is. Ze leven in superkolonies die samenwerken en hebben allerlei insecten op verschillende continenten verwoest. Alles wat ze kunnen aanvallen, zullen ze vernietigen, zegt Todd Palmer, een ecoloog aan de Universiteit van Florida in Gainesville.

Om de bedreiging voor de inheemse mieren te begrijpen, wilden Palmer en collega's getuige zijn van een aanval op acaciabomen. Ze hakken 16 kleine bomen om, elk bewoond door een enkele inheemse mier, uit een deel van de savanne dat nog niet is binnengevallen. Daarna brachten ze de bomen met >

Al snel stroomden kolommen van kolossale mieren de bomen in. Crematogaster- mieren gaven een alarm en riepen andere mieren uit de gezwollen doornen. Hoewel Crematogaster- mieren vijf keer groter zijn dan koppige mieren, werden ze binnen een uur of twee overweldigd. Zwermen aanvallers grepen Crematogaster- mieren bij de benen, trokken ze verspreid-adelaar en sneden ze in stukken. Terwijl de Crematogaster- troepen vielen, schoof het invasiefront door de bomen. "De koppige mieren blijven maar komen", zegt Palmer. "Ze zijn niet te stoppen." Toen koppige mieren de Crematogaster- nesten in de gezwollen doornen bereikten, trokken ze het broed terug en brachten ze terug naar hun eigen nesten. Daar voerden ze ze aan hun larven.

T. penzigi ging beter. Ze trokken zich haastig terug in de gezwollen doornen en bleven tot een maand binnen. Als ze buiten worden gevangen, platten ze zichzelf en bevroor. Aanvallende mieren leken ze niet als mieren te herkennen, zegt Palmer, misschien vanwege een chemische camouflage. "Het is de meest timide mier die de strijd kan weerstaan, " zegt hij. Ze kunnen zelfs profiteren: het lijkt erop dat de uitroeiing van de drie soorten Crematogaster andere bomen opent waar T. penzigi in kan sluipen; Palmer en collega's vonden een veel hogere dichtheid van T. penzigi waar de koppige mieren waren binnengevallen, rapporteren ze in een artikel dat online is geplaatst in Ecology .

Hetzelfde gedrag werd gezien in laboratoriumexperimenten met de verschillende soorten. "De studie zelf bleek veel interessanter dan ik had verwacht, met onze geënsceneerde mierengevechten die doen denken aan de Lord of the Rings-strijdscènes, " zegt eerste auteur Corinna Riginos, een onderzoeksecoloog aan het Teton Research Institute van Teton Science Schools, Jackson, Wyoming, die de studie heeft ontworpen.

De gezwollen doornen huismieren die acaciabomen helpen beschermen tegen olifanten.

De gezwollen doornen huismieren die acaciabomen helpen beschermen tegen olifanten.

Rob Pringle

De invasie kan gevolgen hebben die verder gaan dan het lot van de inheemse mieren. Crematogaster doet zijn best om acaciabomen te verdedigen. T. penzigi is minder effectief en de koppige mieren zullen niet vechten veel veel groter dan een menselijke duim. Zonder inheemse mieren om hen te beschermen, vroegen Riginos en Palmer zich af: zouden acaciabomen meer schade lijden door olifanten?

Ze onderzochten drie locaties binnengevallen door de koppige mieren en vonden vijf keer zoveel acaciabomen met matige of ergere schade door olifanten, ten opzichte van niet-geïnvadiseerde locaties. De mutualistische relatie tussen de mieren en de acacia, door schade door olifanten te bemiddelen, is een belangrijke invloed op de hoeveelheid boombedekking in de savanne. Dus het uiteenvallen van de relatie is een belangrijke bedreiging voor een landschap dat de nationale parken Serengeti, Maasai Mara en Nairobi omvat, zegt Palmer. "Het is een substantieel effect dat ze zien", zegt Han Olff, een ecosysteem-ecoloog aan de Rijksuniversiteit Groningen die niet betrokken was bij het onderzoek.

Het is echter onwaarschijnlijk dat de invloed van de koppige mier apocalyptisch of enorm is. Johan du Toit, een ecoloog aan de Utah State University in Logan - die niet bij de krant betrokken was - zegt dat het gevolg van het verliezen van deze inheemse mierensoorten waarschijnlijk beperkt zal blijven tot het gebied waar deze acacia-soort dominant is en olifanten in overvloed zijn, met name Kenia en Tanzania. Zelfs voor deze acacia betekent het verliezen van de mieren niet dat het volledig zal worden opgegeten door olifanten, zegt hij. It s een behoorlijk veerkrachtige boom. Olff voegt eraan toe dat het moeilijk kan zijn om precies te voorspellen hoe het ecosysteem op de verstoring zal reageren.

De volgende stap, zegt Palmer, is om te kijken hoe deze invasie landschappen beïnvloedt waar verschillende soorten dieren aanwezig of afwezig zijn. Het is mogelijk dat wanneer de olifanten niet in de buurt zijn, de bomen daadwerkelijk kunnen profiteren van een invasie door de koppige mier, omdat ze geen nectar voor inheemse soorten hoeven te produceren en in plaats daarvan de energie kunnen gebruiken om te groeien.

De kernboodschap is de noodzaak om de bioveiligheid te verbeteren om dergelijke invasies te voorkomen, zegt Lori Lach, een gemeenschapsecoloog aan de James Cook University, Cairns, Australië. We kunnen niet zelfgenoegzaam zijn over invasieve mierenverspreiding, zelfs van soorten die meestal van de radar van actief beheer over de hele wereld zijn gevallen, zegt ze. Onze beste kans om schadelijke effecten door invasieve mieren te voorkomen, is door de investeringen in bioveiligheid te vergroten en ze aan de grenzen te detecteren en te vernietigen.

* Update, 8 september, 15.05 uur: dit artikel is bijgewerkt om aan te geven dat Corinna Riginos de hoofdrol speelde in het onderzoek.