蚂蚁自恐龙灭绝以来一直在耕种真菌

它们已经进化到完全相互依赖。

南美的切叶蚁依靠真菌耕作来支持其渺小的群体。它们可能永远无法与人类种植的令人眼花缭乱的作物相媲美,但它们打磨技艺的时间比我们长得多。事实上,科学家们在 7 月 20 日于《自然·通讯》杂志上 报道,自恐龙灭绝后几百万年以来,蚂蚁就已经在培养真菌了。它们的基因分析探讨了蚂蚁农夫和它们的真菌是如何在数千年中适应并变得日益相互依赖的,并表明它们发展历程中的里程碑比之前认为的要古老。

人类种植和驯化作物大约有 10,000 年的历史。在动物中,只有种植真菌的蚂蚁和白蚁实现了与我们自己的相媲美的工业规模的农业。与人类一样,早期的蚂蚁农夫也从狩猎采集生活方式过渡而来。但是昆虫农夫在地下花园中培养真菌;它们的农业是由分解驱动的,而不是由光合作用驱动的。

科学家们想调查在它们的历史中,蚂蚁和真菌是如何以及何时必须适应大规模农业的。在新研究中,一个来自丹麦、中国、巴拿马和美国的团队分析并比较了七种蚂蚁及其相应的真菌的基因组。

它们的分析表明,蚂蚁开始转向农业的时间比科学家们之前认为的要早,大约在 5500 万到 6000 万年前(或者说,恐龙灭绝后五百万到一千万年)。数千年过去了,蚂蚁和真菌不可逆转地相互依赖。新的研究表明,蚂蚁很早就失去了自身产生精氨酸的能力。

在人类农业中,过度依赖单一品种通常被认为是一个坏主意。但在蚂蚁中,越来越依赖单一品系的真菌似乎是迈向大规模农业的必要步骤。

在大约 3000 万年后(同样,比科学家们认为的要早),一种真菌品系被驯化,无法与野生近亲交配,并生长出专门的器官来喂养蚂蚁。这使得蚁群能够培育更大、更好的后代真菌花园。反过来,蚁群规模不断壮大,进化出更多的工蚁等级。蚂蚁和真菌共同成为它们生态系统中的主要食草动物,这意味着如果没有这种伙伴关系,地球的大片地区可能会看起来非常不同。

切叶蚁使用的真菌品系,在规模化农业方面尤其成功,也失去了消化木材或树皮的能力。它们必须依赖蚂蚁提供的叶状植物物质。科学家们认为蚂蚁的切叶能力大约出现在 1500 万年前。

探究蚂蚁及其真菌作物是如何交织在一起的,揭示了一段令人惊讶的漫长而令人印象深刻的历史。史密森尼热带研究所和哥本哈根大学的合著者雅各布斯·布姆斯马在声明中 ,“这导致了一系列进化的变化,这是迄今为止研究过的任何其他动物谱系都无法比拟的。”

 

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Kate Baggaley

特约撰稿人,科学

Kate Baggaley自2017年以来一直定期为《大众科学》撰稿。她经常报道自然、气候和COVID-19大流行,但也报道了科学的许多其他方面,包括太空、古生物学和健康。她对鸟类、深海生物以及各种美丽的爬行动物情有独钟。


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