Муравьи открыли сельское хозяйство 66 млн лет назад. Астероид, который уничтожил динозавров, мог побудить муравьев заняться разведением грибов.
Некоторые муравьи — впечатляющие фермеры. Вы могли видеть, как муравьи-листорезы несут кусочки растений обратно в свою колонию — не для еды, а для сельского хозяйства.
Муравьи используют эти растения для выращивания грибов, которые производят пищу для колонии. Это форма сельского хозяйства, и муравьи даже одомашнили несколько грибов, растений и даже животных для своей выгоды. Муравьиное сельское хозяйство — сравнительно недавнее открытие. Тем не менее, ранее исследователи определили, что муравьи занимаются этим уже по крайней мере 50 миллионов лет.
Теперь новое исследование предполагает, что эта практика может быть еще старше — около 66 миллионов лет. И она может быть связана с событием, которое уничтожило динозавров.
«Происхождение муравьев, выращивающих грибы, было относительно хорошо изучено, но более точная временная шкала для этих микроорганизмов отсутствовала. Работа обеспечивает наименьшую на сегодняшний день погрешность в отношении появления этих штаммов грибов, которые ранее считались более поздними», — объясняет Андре Родригес, профессор Института биологических наук Университета штата Сан-Паулу (IB-UNESP) в Рио-Кларо, Бразилия, и автор исследования.
Исследование основывается на десятилетиях полевых работ и геномных данных, создавая сложное генеалогическое древо. Но исследователи не смотрели на муравьев; они смотрели на грибок, который выращивают муравьи. В этом генеалогическом древе команда сосредоточилась на том, что называется ультраконсервативными элементами (UCE).
Ультраконсервативные элементы — это области генома, которые хорошо сохраняются у разных видов, часто оставаясь неизменными в течение миллионов или сотен миллионов лет. Считается, что UCE участвуют в важнейших регуляторных процессах, таких как экспрессия генов, развитие и поддержание целостности генома. Их точные функции до конца не изучены, но их экстремальная консервация у отдаленно родственных видов подчеркивает их эволюционную важность.
Исследователи искали эти элементы в геномах 475 видов грибов, выращенных муравьями и собранных в разных частях Америки. Они обнаружили, что предки современных грибов, выращенных муравьями, появились 66 миллионов лет назад, когда в Землю врезался огромный астероид, вызвав массовое вымирание, уничтожившее динозавров.
Развитие сельского хозяйства часто считается началом человеческой цивилизации, но муравьи занимались этим гораздо дольше. Есть доказательства того, что муравьи и грибы размножались в конце мелового периода, когда вымерли динозавры. Это новое исследование предполагает идею о том, что грибы уже прошли некоторые преадаптации до того, как их вырастили муравьи.
Теория заключается в том, что грибы росли рядом с колониями муравьев, и муравьи время от времени их ели. Цепь событий, вызванная катастрофическим метеоритом, могла сблизить две группы. Муравьи могли пострадать от недостатка питательных веществ из-за отсутствия других источников пищи и все больше и больше обращались к грибам.
«Грибы не были неотъемлемой частью рациона муравьев. Давление, оказываемое падением метеорита, могло превратить эти отношения в обязательный мутуализм, при котором эти грибы стали зависеть от муравьев в плане пищи и размножения, в то время как муравьи в то же время зависят исключительно от грибов как источника пищи», — говорит Родригес.
По словам исследователей, такая практика была выгодна всем сторонам.
«Чтобы прокормить себя, грибок разлагает органические вещества, переносимые муравьями. В свою очередь, муравей потребляет вещества, вырабатываемые грибком, которые он не мог бы получить из какого-либо другого источника. Это как если бы грибок был внешним желудком насекомого», — добавляет исследователь.
Исследователи также собрали воедино часть эволюционной траектории муравьев. Первые муравьи-грибоводы жили во влажных лесах, но около 27 миллионов лет назад они начали диверсифицироваться, распространяясь на более открытые и засушливые районы — в конечном итоге эволюционировав в муравьев-листорезов, которых мы видим сегодня.
В настоящее время исследователи знают о 247 видах муравьев, которые ухаживают за грибами. Любопытно, однако, что сельскохозяйственные методы муравьев все еще хранят некоторые секреты.
«Когда мы выращиваем их в лаборатории, грибы принимают ожидаемую форму гиф. Однако внутри колонии один из этих типов гиф разбухает и образует структуры, похожие на виноградные гроздья, богатые сахарами. Мы до сих пор не знаем, как муравьи это делают», — говорит Родригес.
Оригинал статьи можно прочитать здесь.
Больше информации о самых интересных научных открытиях и удивительных исторических фактах читайте на нашем сайте «Совятня».
Интересные новости, советы по здоровью, ответы на популярные вопросы и цитаты великих ученых ищите в Telegram.
