Când oamenii au început să cultive în urmă cu aproximativ 12.000 de ani, ei au modificat viitorul speciilor noastre pentru totdeauna. Strămoșii noștri au fost pionieri ecologici, descoperind și cultivând cele mai valoroase culturi, scalându-le pentru a hrăni comunități întregi și a transforma culturile sălbatice atât de fundamental încât au devenit dependenți de oameni pentru supraviețuirea lor. Agricultura, în cuvintele proiectului genografic al National Geographic, a „semănat semințele pentru epoca modernă”.
Continut Asemanator
- Studierea „nasurilor” de furnică ar putea duce la repelenți mai buni
- Cum oamenii au ajutat furnicile să invadeze lumea
- Erau furnicile primii fermieri din lume?
Dar oamenii au întârziat la joc. Când strămoșii noștri au lansat Revoluția Neolitică în schimbare mondială, furnicile cultivau deja ciuperci în pădurile tropicale din America de Sud timp de 60 de milioane de ani. Acești vrăjitori agricoli au folosit tehnici sofisticate care rivalizează cu propriile noastre - inclusiv culturi domestice care astăzi sunt necunoscute în natură și, de asemenea, nu sunt în măsură să supraviețuiască fără cultivatorii lor.
Acum cercetătorii Smithsonian au identificat când - și poate de ce - furnicile au dezvoltat aceste tehnici agricole deosebite. Prin crearea unui arbore evolutiv al furnicilor care cultivă ciuperci, acestea raportează că revoluția din agricultura furnicilor ar fi putut fi stimulată de o schimbare dramatică a climei în urmă cu aproximativ 30 de milioane de ani. Mai mult decât atât, sistemele agricole care au ieșit din acea revoluție pot deține încă câteva lecții pentru oameni astăzi.
Astăzi, aproximativ 240 de specii de furnici atine - foratorii printre ele - sunt cunoscute de ciuperca fermelor din America și Caraibe. Culturile subterane alimentează societăți complexe, bazate pe agricultură, care sunt nu numai durabile și eficiente, dar și rezistente la boli și dăunători. Acești agricultori diminutivi sunt uniți printr-o strategie comună: Furajează pentru bucăți de vegetație, dar nu o mănâncă. În schimb, îl folosesc pentru a-și hrăni ciupercile prețioase, pe care le cresc la scară industrială.
În aceste cazuri, ciupercile sunt complet izolate în grădinile subterane, adesea situate în habitate uscate, inospitale, unde rudele lor sălbatice nu pot supraviețui. Nici nu pot scăpa, ceea ce înseamnă că ciupercile sălbatice și domestice nu se pot uni și schimba gene. Ca urmare a acestei izolare, ciupercile domesticite au evoluat într-o dependență completă de cod cu fermierii lor de furnici. La rândul lor, furnicile se bazează atât de mult pe recolta lor, încât atunci când fiica unei regine își întemeia o nouă colonie, ia cu ea o bucată din grădina fungică a mamei sale pentru a începe propria ei.
„Ciupercile pe care le cresc nu se găsesc niciodată în sălbăticie, acum sunt total dependente de furnici”, explică entomologul Ted Schultz, curator de furnici la Muzeul Național de Istorie Naturală Smithsonian. „Este ca multe dintre recoltele noastre. Cultivăm lucruri atât de puternic modificate încât există în forme care nu se mai găsesc în sălbăticie. ”
Într-un studiu publicat în 12 aprilie în revista Proceedings of the Royal Society B, Schultz și colegii săi au folosit noi instrumente genomice pentru a descoperi rădăcinile acestui aranjament neobișnuit. Schultz și echipa sa au creat un arbore genealogic evolutiv de furnici care cultivă ciuperci, punând în evidență datele genetice pentru 78 de specii de furnici care cultivă ciuperci și 41 de specii de furnici neagricole. Majoritatea au fost colectate chiar de Schultz în decenii în domeniu.
Cercetătorii au folosit această înregistrare genetică - care a inclus secvențe de ADN de peste 1.500 de situri de genom pentru fiecare specie - pentru a rațiune înapoi din speciile vii și pentru a identifica strămoșii comuni ai liniilor de furnici de azi. Ei au demonstrat aceste date genetice cu câteva fosile cheie de furnici, care au fost folosite pentru a ajuta la calibrarea datelor pentru modificările pe care le-au găsit în analiza ADN-ului.
Cu aceste date, Schultz a reușit să se dezvăluie atunci când aceste specii de furnici au făcut avansul cheie evolutiv către o agricultură mai avansată - precum și a creat o teorie pentru ce.
Ted Schultz, curatorul furnicilor cu Muzeul Național de Istorie Naturală din Smithsonian, deține un cuib de laborator al unei furnici cu o ciupercă inferioară, în timp ce stă alături de un cuib de laborator cu furnică cu frunze mai mari. (JamesDiLoreto / Smithsonian) Datele ADN sugerează că acest salt a coincis cu schimbările dramatice ale climatului antic. Furnicile par să-și dezvolte sistemele avansate de agricultură cândva după ce un eveniment de răcire globală a început să scadă temperaturile în întreaga lume în urmă cu aproximativ 35 de milioane de ani. Trecerea rezultată de la pădurile pluviale umede ale strămoșilor lor vânători-culegători la medii mai uscate, scriu cercetătorii, poate a stârnit inovația agricolă, deoarece furnicile au menținut condițiile controlate pentru a menține grădinile fungice în creștere.
„Seamănă cu orice strămoș al furnicilor superioare, care creșteau ciuperci, a fost că trăia într-un habitat uscat sau uscat sezonier”, spune Schultz. „Deci, în cazul în care furnicile cresc ciuperci iubitoare de habitat umed și le scoate într-un habitat uscat, acesta este un fel de oameni care iau una dintre casele lor din raza sa natală.”
„În general, când domesticim lucrurile, le izolăm în loturi și recoltăm semințele din cele care ne plac cel mai bine și continuăm să plantăm semințele respective”, continuă el. „Dacă ai o ciupercă ale cărei rude locuiesc cu toții într-o pădure umedă și o duci într-un habitat uscat, nu mai poate scăpa ... Cu timpul, izolată de sute de mii sau milioane de ani, asta este destul de bine oportunitate pentru domesticire. "
Dar ciupercile nu au fost singurele care au trecut printr-o transformare. În același timp, linia furnicii a început să se diversifice semnificativ. Genomii lor s-au schimbat în timpul mutării de la vânătoare la colectare la agricultură și, din nou, când au fost adoptate forme mai mari de cultivare a ciupercilor. Schultz și colegii au remarcat în cercetările anterioare că furnicile au pierdut probabil capacitatea de a face un aminoacid cheie, arginina, pentru că aveau o sursă gata în ciuperci - și acum au devenit dependente de acea sursă.
Micologii care studiază același sistem îl pot vedea bine ca pe unul în care ciupercile foloseau furnicile, mai degrabă decât invers. „Poate părea rău pentru ciuperci, dar este și în beneficiul lor. Toate nevoile lor sunt atent ”, spune Diana Six, un entomolog al Universității din Montana. „Cred că ciupercile chiar manipulează situația.”
Șase, care nu a fost implicat în studiu, adaugă că Schultz și colegii au reușit să tachineze o poveste evolutivă complexă care nu a susținut multe presupuneri anterioare - și anume că evoluția ciupercilor iubitoare de umiditate ar fi fost condusă de presiuni în pădurile tropicale umede în care locuiau. „Ideea că, cu aceste simbioze, trebuie să existe ceva care să aplice acea specificitate și că izolarea a dus la această dependență extremă ... Are într-adevăr mult sens”, spune Șase. „Dar este nevoie de oameni să se gândească puțin în afara cutiei pentru a găsi aceste tipuri de răspunsuri.”
După cum vă așteptați, agricultura de furnici avansate diferă de eforturile umane în câteva moduri evidente (mai puține tractoare, pentru unul). Cu toate acestea, Schultz consideră că putem învăța un lucru sau două din observarea modului în care una dintre puținele alte specii agricole - inclusiv termitele, gândacii și albinele - își vindecă culturile.
De exemplu: la fel ca unii fermieri industriali, furnicile care cultivă ciuperci cresc un singur tip de cultură. Cu toate acestea, ei reușesc să facă acest lucru fără să cedeze la dușmani precum boala sau dăunătorii care amenință culturile umane atunci când pierd diversitatea genetică. Furnicile obțin acest remarcabil caracter, păstrându-și camerele de grădină subterane nemișcate pentru a limita posibilitatea bolii și producând un fel de antibiotic natural care acționează ca un pesticid, luptând cu o ciupercă parazitară care le amenință sursa de hrană.
Aceste strategii țin eficient agenții patogeni sub control, dar nu-i elimină așa cum au tendința oamenilor, uneori fără a avea sens. În schimb, furnicile au obținut un echilibru durabil pe care oamenii ar face bine să îl observe, spune Schultz.
„Cresc o monocultură, dar există tot felul de bacterii și alți microbi care ar putea fi benigni sau chiar benefici”, spune Schultz. „Este ca un mic ecosistem pe care îl cultivă.” În mod similar, în agricultura umană, „atunci când cultivăm o cultură nu creștem doar ceva ca porumbul”, adaugă el. „De asemenea, creștem toți acești microbi din sol și există probabil un amestec ecologic optim de microbi care este cel mai bun pentru solul sănătos și porumb sănătos.”
Locul coloniei de furnici în ecosistemul local mai mare poate deține, de asemenea, câteva lecții pentru fermierii umani, notează Schultz. Gândiți-vă la o colonie de frunze ca un singur vertebrat mare de pășunat: greutatea combinată a unei colonii este similară cu cea a unei vaci și poate consuma cantități similare de vegetație locală într-o perioadă similară de timp.
„De ce nu șterg doar toată vegetația dintr-o zonă și trebuie să se mute?”, Se întreabă el. Un motiv este că vegetația locală a evoluat și ea în sincronizare cu coloniile. Un copac care este pășit până la moarte de furnici poate începe să exprime o toxină care face ca frunzele sale să nu fie compatibile cu ciupercile furnicilor, determinându-le să meargă mai departe, astfel încât arborele să se poată regenera.
„Nu o fac în mod deliberat; nu este ca și cum ar alege în mod conștient să nu decimeze un copac ", adaugă el. Dar un întreg ecosistem local și toate organismele din el au co-evoluat într-un fel de stare stabilă, care produce acest tip de agricultură durabilă." cel mai mic dintre noi, se pare, pot apărea lecții mai mari.
