Science: Муравьи выращивали урожай задолго до появления человека

Когда люди начали выращивать сельскохозяйственные культуры, сельское хозяйство уже существовало миллионы лет. Некоторые виды животных выращивали себе пищу задолго до появления человека.

Согласно новому исследованию, 66 миллионов лет назад колонии муравьёв начали выращивать грибы после падения астероида. Это столкновение вызвало массовое вымирание, но создало идеальные условия для грибов. Эволюционное партнёрство между муравьями и грибами стало ещё более тесным 27 миллионов лет назад и продолжается до сих пор.

В журнале Science учёные из Смитсоновского национального музея естественной истории опубликовали исследование генетических данных грибов и муравьёв, чтобы составить эволюционные деревья. Это позволило определить, когда муравьи начали выращивать грибы.

По словам энтомолога Теда Шульца, куратора музея муравьёв и ведущего автора работы, муравьи занимаются сельским хозяйством гораздо дольше человека. Он считает, что мы можем многому научиться у этих насекомых.

В Северной и Южной Америке и Карибском бассейне около 250 видов муравьёв выращивают грибы. Исследователи объединяют этих муравьёв в четыре группы по стратегии выращивания.

Муравьи-листорезы используют самую передовую стратегию — «высшее сельское хозяйство». Они собирают кусочки свежей растительности, чтобы прокормить грибки, которые, в свою очередь, выращивают пищу для муравьёв — гонгилидии. Эта пища служит топливом для сложных колоний муравьёв-листорезов, численность которых может достигать миллионов особей.

Шульц 35 лет изучает, как взаимодействуют муравьи и грибы. Он совершил более 30 экспедиций в Центральную и Южную Америку, чтобы наблюдать за этим процессом в дикой природе. Также он разводил колонии муравьёв-листорезов и других муравьёв-грибников в своей лаборатории в музее.

За годы работы Шульц и его коллеги собрали тысячи генетических образцов муравьёв и грибков из разных уголков тропиков. Эти образцы имеют решающее значение для новой работы.

Чтобы выявить закономерности и понять, как эта ассоциация развивалась во времени, необходимо большое количество образцов, — говорит Шульц.

Команда исследователей собрала генетические данные для 475 видов грибов (288 из них культивируются муравьями) и 276 видов муравьёв (208 из которых разводят грибы). Это самый большой набор данных о муравьях-грибниках.

Учёные смогли создать эволюционные деревья этих групп и определить, когда муравьи начали разводить определённые виды грибов. Оказалось, что взаимодействие муравьёв и грибов началось примерно 66 миллионов лет назад — в конце мелового периода, когда на Землю упал астероид. В результате этого столкновения атмосфера наполнилась пылью и обломками, которые заслонили солнце и лишили растения возможности фотосинтеза на долгие годы. Тогда массовое вымирание уничтожило примерно половину всех видов растений на Земле.

Катастрофа, произошедшая в конце мелового периода, стала благом для грибов. Они размножались, питаясь мёртвыми растениями, которых было в избытке.

Для некоторых организмов всеобщее вымирание может иметь положительные последствия, — говорит Шульц.

Грибы пережили расцвет, в то время как динозавры столкнулись с трудностями.

Многие грибы, вероятно, питались разлагающимися листьями, что привело к их тесному взаимодействию с муравьями. Насекомые использовали грибы в пищу и продолжали полагаться на них после возрождения жизни.

Новая работа показала, что муравьям понадобилось почти 40 миллионов лет для развития сельского хозяйства. Исследователи выяснили, что практика выращивания грибов появилась примерно 27 миллионов лет назад. В то время климат стал холоднее, и это изменило окружающую среду по всему миру.

В Южной Америке влажные тропические леса сменились лесистыми саваннами и лугами. Когда муравьи перенесли грибы из влажных лесов в более сухие места обитания, они изолировали их от диких популяций. Грибы стали полностью зависеть от муравьёв, чтобы выжить в новых условиях — так зародилось сельское хозяйство муравьёв-листорезов.

Муравьи одомашнили эти грибы так же, как люди одомашнили сельскохозяйственные культуры, — заключает Шульц.

Теперь мы знаем, когда именно муравьи начали выращивать грибы.

03.10.2024