Муравьи выращивают множество линий грибов для пропитания. Их коэволюция началась 66 миллионов лет назад, на границе мелового и палеогенового периодов, которую связывают с падением астероида. Но многие детали неизвестны, в том числе когда произошло одомашнивание. В новой работе ученые проанализировали эволюционные деревья сотен видов грибов и муравьев и уточнили время и место появления высшей агрикультуры.
Низший муравей-рабочий на ферме грибов редкого вида Mycetophy laxasper в Бразилии / © Don Parsons
Люди далеко не единственные, занимающеюся земледелием и фермерством. Эти способы добыть себе пропитание изобрели миллионы лет назад насекомые. Известно, что среди муравьев агрикультура возникла один раз, дав толчок к появлению 247 современных видов, обитающих, главным образом, в тропиках Центральной и Южной Америки, на Карибах.
В зависимости от стратегии культивирования муравьев делят на четыре группы. Самые развитые — листорезы. Они обитают в больших подземных гнездах, где устраивают грибные плантации. Основывая новое гнездо, матка переносит во рту грибную культуру. Ее выращивают на субстрате измельченных листьев, пополняемом рабочими особями.
Большая международная группа ученых во главе с Тедом Шульцем из Смитсоновского национального музея естественной истории взялась прояснить этапы коэволюции муравьев и грибов. Работа вышла в журнале Science.
За 35 лет, что Шульц занимается эволюционными отношениями муравьев и грибов, он совершил более 30 экспедиций. Ученый наблюдал колонии в естественной среде и выращивал их в лаборатории. За год он с коллегами собрал тысячи генетических проб в тропиках. Всего отсеквенировали геномы 475 видов грибов-симбионтов (из которых 288 окультурены муравьями) и 276 видов муравьев (из которых 208 занимаются грибоводством), построили и сравнили эволюционные деревья. Это позволило создать временную шкалу совместной эволюции двух групп.
Эволюционные пути муравьев и грибов пересеклись 66 миллионов лет назад. Примерно тогда же Земля столкнулась с большим астероидом, что вызвало изменение климата и способствовало массовому вымиранию. Для грибов настало благоприятное время. Они процветали, питаясь во множестве разлагавшимися растениями. Там они близко контактировали с муравьями, для которых стали служить пищей. Так появилась примитивная агрикультура.
Прошло еще 40 миллионов лет, прежде чем муравьи усовершенствовали способ хозяйствования. Как показало исследование, высшая агрикультура возникла примерно 27 миллионов лет назад. Тогда Земля быстро входила в период похолодания, в Южной Америке установились более сухие ландшафты — залесенные саванны, прерии с вкраплениями влажных тропических лесов. Муравьи перенесли грибы из влажных лесов в сухие области, изолировав их от дикой популяции. В итоге появились новые линии, полностью зависимые от своих хозяев и аридного климата.
