Муравьи научились выращивать грибы 66 миллионов лет назад

Новое исследование ученых Смитсоновского института раскрывает истоки тесного партнерства муравьев и грибов.

Когда 66 миллионов лет назад в Землю врезался астероид шириной не менее десяти километров, жизнь на нашей планете пережила одно из самых страшных массовых вымираний всех времен. Катаклизм не только уничтожил почти всех динозавров, оставив только клювоносых птиц, но и спровоцировал серию вымираний и экологических коллапсов по всему миру. Выжившим после жары и огня пришлось бороться с более чем тремя годами ударной зимы, которая последовала за катаклизмом, фотосинтез почти остановился, поскольку пришлось бороться за выживание.

Однако в это темное время начали развиваться новые отношения. В мире, где растения боролись за то, чтобы начать процветать снова, размножались грибы, а муравьи начали возделывать этот обильный новый ресурс. В тени пятого массового вымирания Земли муравьи вдруг развили сельское хозяйство.

Сегодня энтомологи выявляют около 250 различных видов муравьев в Америке и Карибском бассейне, которые выращивают грибы. Они собирают и распространяют грибы, защищая свой источник пищи во взаимовыгодных отношениях. Однако когда начались эти близкие отношения, неясно. Чтобы выяснить это, куратор Национального музея естественной истории Смитсоновского института Тед Шульц с группой коллег из нескольких других учреждений обратились к библиотеке генетических образцов муравьев и грибов, чтобы оценить, когда началась их связь.

«Я работаю с муравьями, выращивающими грибы, уже более 35 лет, с тех пор, как я был аспирантом. Поскольку у нас не было хорошего образца некультивируемых муравьями грибов, тесно связанных с культивируемыми муравьями грибами, мы не знали, от каких грибных предков произошли муравьиные грибы», – говорит Шульц. Связь нельзя было понять без знания как муравьев, так и выращиваемых ими грибов. Однако недавние исследования заполнили этот пробел, позволив ученым наконец-то составить карту того, когда муравьи и грибы начали свою тесную связь.

Недавно в журнале Science были опубликованы результаты исследования Шульца и его коллег, в ходе которого были изучены генетические данные 276 видов муравьев и 475 видов грибов, чтобы создать эволюционные деревья обеих групп. Полученные деревья не только показывают, как муравьи-грибоводы и грибы связаны друг с другом, но и могут быть откалиброваны с дополнительными доказательствами для оценки того, когда эволюционировали определенные их черты. Эта работа показала, что катастрофа посеяла почву для возникновения новых отношений между выжившими видами.

Исследователи обнаружили, что сельскохозяйственные муравьи появились около 66,65 миллионов лет назад, как раз в то время, когда жизнь боролась за восстановление после последствий падения астероида. Ранее палеонтологи документировали всплески грибковых спор в период сразу после катастрофы, что могло бы обеспечить муравьев достаточным количеством корма и материала для фермерства. Эксперты предполагают, что муравьиное сельское хозяйство возникло только один раз, и поэтому кажется, что последствия столкновения с астероидом знаменуют начало выращивания грибов, чем сегодня занимаются многие муравьи.

В пасмурные деньки 66 миллионов лет назад муравьи выращивали грибы, непреднамеренно помогая им распространяться и защищая источник пищи от других организмов. Однако со временем некоторые из них развили более многогранные отношения со своей грибковой пищей. Например, современные муравьи-листорезы обрывают листья, чтобы принести их в свои гнезда и отложить в качестве пищи для грибов, которые затем служат им пищей. Эксперты называют это «высшим сельским хозяйством», которое началось у муравьев около 27 миллионов лет назад.

«Сельское хозяйство, независимо от того, ведется ли оно людьми или муравьями, – это сложный процесс», – говорит Тед Шульц, отмечая, что «культуры необходимо сажать, пропалывать и удобрять, а также передавать их от одного поколения фермеров к другому». Это масштабная задача, но она могла бы позволить и муравьям, и грибам выжить во времена других существенных изменений в среде обитания на Земле.

Около 27 миллионов лет назад Земля переживала холодный период. Густые влажные леса отступили, поскольку луга распространились в более прохладных и сухих климатических условиях. Муравьи, которые выращивали грибы в древних лесах, начали распространяться по более открытым пространствам, которые были недостаточно влажными для того, чтобы любимый гриб мог размножаться самостоятельно. Однако муравьям был нужен гриб, и поэтому они укрывали его в своих гнездах и кормили листьями. Муравьи создали свои собственные сады в то время, когда наши предки все еще карабкались по деревьям в поисках фруктов.

Шульц отмечает, что, имея временную шкалу, исследователи могут лучше изучить, как муравьи развили свои навыки земледелия. Люди могут думать о том, что выращивать и как возделывать, но муравьи выполняют схожие задачи без наших способностей к предвидению и планированию.

Дальнейшие исследования, вероятно, дадут новые доказательства того, как экологические сдвиги заставили некоторых муравьев стать осторожными земледельцами и как некоторые грибы смогли выжить благодаря их выращиванию. Какой бы далекой ни казалась жизнь 66 миллионов лет назад, муравьи-фермеры являются символами того, как экосистемы Земли оправились от одной из самых страшных катастроф всех времен.

Поддержать развитие блога можно на Boosty по ссылке.