BIO > Presserum > Pressemeddelelser > Termitter er unikke ov...

20. november 2009

Termitter er unikke overlevere

Det er mere end 30 millioner år siden, at termitterne begyndte at dyrke landbrug i form af svampe for at brødføde kolonien. Men videnskaben har aldrig fundet ud af, hvordan termitterne opretholder rene monokulturer, i stedet for at blande forskellige stammer af samme afgrøder i deres underjordiske fødekamre.

Nu har forskere på Københavns Universitets Center for Social Evolution i samarbejde med hollandske kolleger løst denne gåde og dermed tilført en vigtig brik i vores generelle forståelse af, hvordan samarbejde mellem arter fungerer i naturen. Studiet offentliggøres i det internationalt anerkendte videnskabelige tidsskrift Science.

Menneskeheden har gennem de seneste 10.000 år udviklet landbrug, men kun i det sidste århundrede har vi opnået at dyrke genetisk ensartede monokulturer af bestemte korn- eller ris-sorter på hver sin mark. Det er langt fra sikkert, at denne dyrkningsform er bæredygtig eller stabil på længere sigt. Det skyldes, at disse sorter er meget følsomme for krydsning med andre linier og sårbare for epidemiske sygdomme. Derfor bruger vi tit stiklinger og andre former for ukønnet formering, plus en masse sprøjtegifte for at holde markerne ”rene og ensartede”.

Sådan er det ikke hos de afrikanske termitter, som opfandt svampebrug. Gennem millioner af år har disse insekter dyrket et bæredygtigt landbrug i deres store bo, og hvert termitgartneri har været genetisk fuldstændig ensartede.

”Den slags svampebrug findes også hos amerikanske svampedyrkende myrer, som uafhængigt opfandt havebrug for 50 million år siden. Dette samarbejde er umiddelbart forståeligt for videnskaben. Det skyldes, at myredronningen medbringer et stykke af den klonale svamp fra det bo, hun vokser op i, inden hun flyver ud, parrer sig og etablerer sit eget bo med et nyt gartneri. Men hvad angår de afrikanske termitter, som har dyrket svampe i mere end 30 millioner år, har det været en gåde,” siger professor Jacobus Boomsma fra Danmarks Grundforskningscenter for Social Evolution på Biologisk Institut ved Københavns Universitet.

Lyn-udvikling
Den gåde er nu blevet løst af forskerne på Københavns Universitets Center for Social Evolution finansieret af Grundforskningsfonden. Forklaringen er, at kort tid efter etableringen af et nyt bo bliver den første termithave koloniseret af mange forskellige stammer af Termitomyces-svampen, som termitterne bruger som fødegrundlag. Normalt er sådanne ”åbne” symbiotiske samarbejdsforhold ikke stabile, fordi indbyrdes konkurrence mellem forskellige svampe-stammer ødelægger samarbejdet med værten.

I andre åbne symbioser med mikroorganismer opstår der altid nye stammer, som snyder og profiterer - uden at levere modydelser til værten. Disse ”gratister” formerer sig ganske effektivt, så der bliver flere af dem, medmindre værten opdager dem og lukker af.

Sådanne sanktioner eller modforanstaltninger fra værtens side kender vi fra mycorrhiza svampe på trærødder, som er vigtige i skovbrug, og fra bælg-planternes kvælstoffikserende Rhizobium bakterier, som øger høsten betragteligt. Men svampedyrkende termitter passede bare ikke ind i dette billede eller i vores evolutionære forståelse på det punkt.

”Deres symbioser – eller samarbejdet mellem termitter og svampe - er lige så åbne som hos planterødder. Men der findes ikke nogle ”underlødige varianter” af Termitomyces svampe, hvad angår samarbejdet med termitterne. Det hele ser ud, som om det fungerer i den skønneste harmoni. Vores nye studie viser, at forklaringen ligger i en helt speciel formeringsmekanisme, som termitter bruger til at høste og opformere deres svampe indenfor boet. Den svampestamme, som vokser bedst, producerer både mest mad til termitterne og flest sporer. Så dens andel i svampehaverne øges hver gang termitter rydder et gammelt svampebrug og etablerer et nyt vækstlag. Det gør de ved at bruge deres egen afføring, som indeholder flere sporer fra den bedst fungerende svampeklon. I løbet af forholdsvis kort tid sker der altså en udvælgelse, som munder ud i, at hvert bo indgår et livslangt partnerskab med en enkel svampestamme og dermed udelukker alle andre,” siger professor Boomsma.

Samarbejde eller snyd
Forskerholdets opdagelse er yderst interessant i forhold til gængs evolutionær teori om samarbejde og symbiose mellem dyr eller planter og de mikroorganismer, de er afhængige af.

Der findes i hovedtræk to slags symbioser. Dem, som er fuldstændig lukkede systemer, og som derfor ikke kan undgå at føre til livslange ”kontrakter” mellem partnerne, og som samtidig er fri for snyd. Og så er der de åbne symbioser. De kan kun opretholdes, hvis værten udvikler sanktionsmekanismer, som minimerer ”snyd”, men værten kan aldrig fuldstændig udrydde al ”snyd”.

”Det specielle ved denne historie er, at termitsvampebrug begynder som et åbent samarbejde med de ricisi for snyd, som det kan medføre, men alligevel i løbet af kort tid lukker sig om sig selv. Prisen for harmonien i den lukkede type af symbioser er, at man deler magten mellem vært og ”symbiont” i et livslangt partnerskab. Tabet af frihed er så prisen, man betaler for det ”utopiske perfekte makkerskab”. Valgfrihed går altså hånd i hånd med risikoen for snyd. Det vidste vi måske godt i forvejen. Men nu ved vi, at det tilsyneladende også er et ufravigeligt princip, når samarbejdet udvikler sig med naturlig selektion som eneste rettesnor,” understreger professor Jacobus Boomsma fra Københavns Universitet.

Yderligere oplysninger: Professor Jacobus Boomsma på mobiltelefon 20 43 67 71.