Астероид, уничтоживший динозавров, превратил муравьев в фермеров

Насекомые выращивали грибные культуры за миллионы лет до появления человека.

Динозавры, конечно, не выиграли от падения астероида Чиксулуб , но для предков современных муравьёв всё было совершенно иначе . Более того, климатические потрясения, потрясшие Землю 66 миллионов лет назад, могут быть основной причиной того, что некоторые виды насекомых научились заниматься сельским хозяйством за миллионы лет до появления человека.

В исследовании, опубликованном 3 октября в журнале Science , международная группа учёных из бразильских и американских университетов, а также Смитсоновского института изучила генетические данные сотен видов муравьёв и грибов, чтобы проследить их эволюционное древо. Сравнив две временные шкалы, эксперты определили, когда они начали по-настоящему переплетаться — примерно в ту же эпоху, что и после падения астероида Чиксулуб .

«Происхождение муравьёв, выращивающих грибы, было относительно хорошо изучено, но более точная хронология появления этих микроорганизмов отсутствовала», — заявил Андре Родригес, исследователь из Института биологических наук Университета штата Сан-Паулу (IB-UNESP) и соавтор статьи . По словам Родригеса, новый анализ обеспечивает «минимальную на сегодняшний день погрешность в определении появления этих штаммов грибов, которые ранее считались более поздними».

Исследователи давно поняли, что обломки, выброшенные в атмосферу космическим камнем диаметром шесть миль, создали условия для жизни с низким уровнем освещённости на протяжении поколений. Хотя это стало смертным приговором для 70% всей жизни на Земле, оно послужило идеальной питательной средой для некоторых видов грибов, питавшихся органическими веществами. В то же время, вымирание растений и животных вынудило древних предков современных муравьёв-листорезов заняться культивированием и сбором микроорганизмов.

Ключом к пониманию истоков мутуализма грибов и микроорганизмов является изучение их ультраконсервативных элементов (UCE) — участков генома, которые остаются неизменными на протяжении многих эволюционных поколений.

«В данном случае нас интересовали регионы, близкие к этим элементам. Они демонстрируют новейшие различия между видами и позволяют нам довольно точно проследить эволюционную линию», — сказал Пепейн Вильгельмус Коой, исследователь из IB-UNESP и соавтор статьи.

Однако в конечном итоге потребовалось почти 40 миллионов лет, чтобы виды муравьев и грибов совершили прыжок к по-настоящему мутуалистическим отношениям. Как объяснили в Смитсоновском институте , период быстрого похолодания примерно 27 миллионов лет назад привёл к тому, что муравьи перенесли виды грибов из влажного климата в более сухой, изолировав микроорганизмы от их родных популяций. Затем эти грибы стали полностью зависеть от муравьёв в своём распространении и выживании. Это привело к тому, что известно как высшее сельское хозяйство, в котором муравьи собирают свежую растительность для своих грибов, которые разлагаются по мере разложения растительного материала. Затем микроорганизмы производят нитевидные паутинные структуры, называемые гифами. В это время на кончиках этих гиф вырастают богатые липидами и углеводами луковицы, называемые гонгилидиями, которые насекомые используют в пищу. По сути, муравьи разобрались в земледелии за миллионы лет до того, как люди научились заниматься земледелием, не говоря уже о том, чтобы существовать как вид.

«Чтобы питаться, гриб разлагает органические вещества, переносимые муравьями. В свою очередь, муравей потребляет вещества, вырабатываемые грибом, которые он не мог бы получить из других источников», — добавил профессор IB-UNESP Маурисио Баччи Жуниор. «Это как если бы гриб был внешним желудком насекомого».

Сегодня способность муравьёв заниматься фермерством привела к появлению разнообразных видов грибов, которые эффективно производят пищу для своих колоний и разлагают органические вещества. Эти ферменты настолько полезны, что другие исследователи изучают, как использовать их для безопасного разложения вредных материалов, таких как пластик. В будущем человечество, возможно, во многом обязано своими экологичными решениями по переработке отходов одним из первых на планете муравьёв-изобретателей.  

Andrew Paul “The dinosaur-killing asteroid turned ants into farmers”

Перевод статьи «The dinosaur-killing asteroid turned ants into farmers» автора Andrew Paul , оригинал доступен по ссылке. Лицензия: CC BY. Изменения: переведено на русский язык