Муравьи научились выращивать грибы благодаря массовому вымиранию

Насекомые опередили нас в смысле ведения сельского хозяйства на миллионы лет. Различные виды муравьёв взаимодействуют с грибами, создавая им условия для роста и собирая их в качестве пищи.


Наивысшего уровня сложности грибоводства достигли муравьи-листорезы. Эти насекомые срезают листву, чтобы питать свои грибы, которые образуют особые наросты, собираемые муравьями на корм. Но и другие виды муравьёв практически сотрудничают с грибами в своей среде обитания.

Международная группа исследователей проследила взаимосвязи между грибами и муравьями, представив более ясную картину того, как развивалась эта нечеловеческая форма ведения сельского хозяйства.

Впечатляет масштабность охвата: учёные рассмотрели ДНК 475 видов грибов и 276 видов муравьёв. Среди этих насекомых были и сельскохозяйственные, и их близкие родственники, которые не занимаются грибоводством. Кроме того, исследователи изучили более 2000 генов каждого из этих видов, чтобы определить, какие организмы наиболее тесно связаны друг с другом и когда эти виды отделились от общего предка.

Согласно результатам исследования, колонии муравьев начали выращивать грибы, когда астероид врезался в Землю 66 млн лет назад. Катастрофа привела к всемирному массовому вымиранию, но также создала идеальные условия для грибов. И поразительно продвинутые муравьи начали культивировать грибы, создав эволюционное партнёрство, которое стало ещё более тесным 27 млн лет назад и продолжается по сей день. Иными словами, с тех самых пор некоторые виды грибов полностью зависели от муравьёв.

Муравьи-листорезы не просто ситуативные потребители грибов, как многие виды таких общественных насекомых. Они практикуют самую передовую стратегию, высшую форму земледелия. Листорезы собирают кусочки свежей растительности, чтобы прокормить свои грибы, которые, в свою очередь, дают пищу для муравьев в виде гонгилидий или муравьиных кольраби — это особые структуры грибов, богатые питательными веществами. Такой корм поддерживает сложные колонии муравьев-листорезов, численность особей в которых достигает миллионов.

Прослеживание родословных сельскохозяйственных муравьёв до их общего предка показало, что он, вероятно, пережил массовое вымирание в конце мелового периода, когда катастрофа уничтожила динозавров. Исследователи утверждают, что эти два явления почти наверняка были связаны. Современные компьютерные модели построили такую картину: после катаклизма, вызвавшего массовое вымирание, в атмосфере клубилось так много пыли, что фотосинтез прекратился почти на два года, не оставив шанса растениям. Зато огромное количество всяческой мертвечины позволило грибам процветать. Поэтому неудивительно, что муравьи начали приспосабливаться к использованию того, что было им доступно.

Это объясняет огромное количество видов, которые сотрудничают с грибами. Однако большинство тех муравьёв, которые намеренно занимаются организованным земледелием, появились примерно через 35 млн лет после массового вымирания, в конце эоцена, то есть примерно за 33 млн лет до наших дней. Исследователи предполагают, что климатические изменения, сопровождавшие переход к олигоцену, привели к засухе в тропической Америке, где эволюционировали муравьи-грибоводы. Это сократило бы доступность грибов в дикой природе, так что спаслись лишь способные виды насекомых, которые могли бы разводить грибы самостоятельно.

Теория также соответствует происхождению штаммов дрожжей, используемых муравьями-фермерами, а также других наиболее специализированных видов разводимых ими грибов. Но это всё равно не объясняет происхождение видов, разводящих коралловидные грибы, которые, по-видимому, произошло примерно на 10 млн лет позднее.

Итак, научная работа всё-таки дала наиболее внятное на сегодня представление о происхождении сельского хозяйства у муравьёв и факторах естественного отбора, которые могли привести к эволюции поразительно развитых насекомых.