Sub baldachinul pădurii pluviale, un urlet scăzut de la insecte se dezvoltă la crescendos periodice pe măsură ce frunzele de culoarea auburnului și a mandarinei sunt mai mari decât plăcile de cină în jos din ramurile de sus. Macacii stacojioși și tucanii cu coadă galbenă emit apeluri curioase. Maimuțele capucinoase aruncă detritus din copaci pe patru biologi care își croiesc drum pe o întindere de pădure tropicală Amazon, la doar câteva ore de mers cu mașina la nord de Manaus, Brazilia. În interiorul acestei vaste suprafețe de jungla, care parcurge neîntreruptă sute de kilometri până la granița venezueleană, sunt la vânătoare de indicii care să explice un eveniment evolutiv extraordinar.
Continut Asemanator
- EO Wilson îndeamnă oamenii de știință de mâine să caute bogățiile nedescoperite ale Pământului
Undeva în apropierea acestui loc în urmă cu 50 de milioane de ani, după ce dinozaurii au dispărut, anumite specii de furnici au început să cultive și să mănânce ciupercă. Dintre toate animalele de pe pământ, doar aceste furnici particulare, mai multe tipuri de gândaci și termite - și, bineînțeles, ființe umane - își cultivă propria hrană. Cumva, acest nou trib de furnici, atințele, a plecat - în termeni antropomorfe - de la a fi vânători-culegători la fermieri. Cum și de ce au făcut acest lucru rămâne un mister chinuitor.
Ted Schultz, un entomolog de cercetare de la Muzeul Național de Istorie Naturală din Smithsonian Institution, îngenunchează cu intensitatea unui supplicant la intrarea într-un cuib de furnici. El are un mop de păr negru și ochi care seamănă cu orburi mari de cărbune în spatele lentilelor groase. Obiectul de interes al său este un cuib de foioase, cel mai spectaculos dintre furnicile atine.
La vreo douăzeci de metri în sus de un arbore trompetă din apropiere, furnicile se așază pe frunze proaspăt încolțite, mandibulele deschise, sculptând jumătăți elegante. Încarcă aceste butași, care cântăresc de zece ori mai mult decât o fac, cu spatele și se îndreaptă spre casă, răsfoind înapoi în copac într-o linie ondulată, nu spre deosebire de o trupă de mișcători tip pian. De la mică distanță, furnicile, purtând pălării elegante neon-verde, par să danseze.
Alte fluxuri de foioase curg din umbre peste frunze fragile, pe moarte, într-o limpezire a pământului nisipos vermilion în jurul craterelor din murdărie. Aceștia traversează furnicile mai mari cu mandibele supradimensionate care stau veghe lângă intrarea cuibului, dispărând în canale subterane lungi și curbe, care se deschid la mii de camere care se răspândesc în jos și în afară prin murdăria solidă a rocilor.
Milioane de furnici într-o zonă de dimensiunea unui dormitor mic umplu cuiburile. Odată ajunși în camere, foratorii își aruncă sarcinile. Furnicile mici de grădinărit preiau. Ei curăță, tunde și se sechelează marginile frunzelor, își șterge propriile secreții pe ele și se desprind pe suprafețe. Pe aceste bucăți de frunze, pe care le aliniază în rânduri înguste, furnicile așează apoi bucăți de ciupercă de casă.
Schultz și colaboratorul său apropiat, Ulrich Mueller, un ecolog comportamental de la Universitatea Texas din Austin, consideră că capacitatea oamenilor de a crește și a recolta ciuperci este similară cu agricultura umană. Ei chiar sugerează că oamenii au ceva de învățat de la furnici, arătând spre descoperirea recentă care atesta utilizarea antibioticelor pentru a ține boli în control în grădinile ciupercilor. „Ați încercat vreodată să păstrați ceva în tropice fără dăunători mai mult de câteva secunde?”, Spune Schultz. „Aceasta este o realizare uimitoare .” Poate, sugerează el, un studiu atent al furnicilor va genera modalități pentru ca oamenii să lupte împotriva bolilor sau să se dezvolte mai durabil. „Aceste furnici au un sistem de feedback pozitiv - 50 de milioane de ani de agricultură durabilă”, spune Schultz.
Această înregistrare remarcabilă pare deosebit de înflăcărată aici, în pădurea pluviala. În timpul mersului spre nord, pe noua autostradă de 1.000 de mile, care merge din Manaus spre Caracas, modelul de dezvoltare a peștelui de pește care aruncă mari mări ale Amazonului este evident, cu noi drumuri de tăiere a murdăriei care se desprind în toate direcțiile. Dimpotrivă, „foștii nu dau lucruri”, observă Schultz. „V-ați putea imagina o mulțime de scenarii în care cuiburile de furnici din aceste păduri devin tot mai mari și mai mari, unde ar duce această agricultură până la punctul în care ar propune întregul sistem. Dar nu o fac. ”
Schultz și Mueller s-au întors în Amazon pentru a încerca să descopere cum prima furnică - mama tuturor furnicilor de grădinar - a început să crească hrana coloniilor sale. Cum arăta? Cum s-a comportat? Și cum, pe pământ, a reușit o transformare atât de importantă?
Oamenii au fost intrigați de furnicile de legături de secole. Popol Vuh, vechea cronică maya, și-a sărbătorit inteligența și abilitățile de comunicare. Charles Darwin, când a vizitat prima dată pădurea tropicală a Braziliei, a fost lovit de ubicuitate și forță. „Căile bine bătute se desprind în toate direcțiile, pe care poate fi văzută o armată de furaje fără război”, a scris el în 1839.
Câteva decenii mai târziu, marele naturalist englez Henry Walter Bates, remarcând industria și grația foștilor în opera sa de 1863, The Naturalist on the River Amazons, a înregistrat, de asemenea, o viziune mai plină de balans - cea a fermierilor locali care considerau furnicile un „teribil” dăunător. ”Dar Bates, ca și alți observatori, au crezut că foșnitele își folosesc butașii ca protecție împotriva ploii. (Se mai numesc furnici parazite.) A fost nevoie de un inginer și ecolog autodidact, Thomas Belt, pentru a afla în sfârșit modul în care frunzele au fost efectiv folosite. La o operație minieră din Nicaragua, Belt a săpat două cuiburi de frunze. Spre surprinderea sa, a putut găsi câteva semne de frunze tăiate. Cu toate acestea, la o examinare atentă a materialului maro spongios care umple camerele, Belt a observat „bucăți de frunze subdivizate minuțioase, de culoare brună, și suprapuse și ușor legate între ele de o ciupercă albă de un minut. . . "Scrisorii", a scris Belt, în 1874, "sunt, în realitate, cultivatori de ciuperci și mâncători."
Nu după mult timp, William Morton Wheeler, decanul cercetării furnicilor la Harvard, a scris o carte întreagă despre cultivatorii de ciuperci. Și Edward O. Wilson, care avea să-i succede mai târziu pe Wheeler ca preeminent savant de furnici la Harvard, a numit-o „printre cei mai avansați dintre toate insectele sociale”.
Dar cercetătorii care încercau să înțeleagă mai bine observațiile descoperite ale lui Belt s-au confruntat cu obstacole majore, mai ales când a fost vorba de identificarea tipului de ciuperci pe care furnicile cresc. Oamenii de știință identifică de obicei o ciupercă prin sporoforul acesteia, partea plantei care produce spori. Cu toate acestea, în grădinile furnicilor, sporoforii sunt rareori dovedite din motive care rămân neclare. „Este ca și cum furnicile ar fi castrat ciuperca”, explică Schultz. (În esență, furnicile propagă ciupercile prin butași.) Lipsa unei metode pentru identificarea tipurilor de ciuperci, oamenii de știință lipseau din jumătate din poveste.
Aici stăteau lucrurile când mueller și Schultz s-au încrucișat pentru prima oară pe CornellUniversity la sfârșitul anilor '80. Acolo, au făcut echipă cu specialiștii în ciuperci, Ignacio Chapela, acum la Universitatea California din Berkeley, și Stephen Rehner, din cadrul Departamentului Agriculturii din SUA din Beltsville, Maryland. Chapela a scos tulpini individuale de ciuperci din grădinile furnicilor și le-a ținut în viață. Folosind tehnici de genetică moleculară, Rehner a descris apoi diferențele dintre diferitele tulpini. Schultz a asortat acele rezultate cu analiza ADN a furnicilor asociate. În 1994, patrulea a publicat un studiu în revista Science care documenta interacțiunea dintre ciuperci și furnici. „Acum este clar”, au scris ei, „originea comportamentului care crește ciuperca a fost un eveniment extrem de rar, care a avut loc o singură dată în istoria evolutivă a furnicilor.” Cele mai sofisticate atine, au cercetat cercetătorii, s-au propagat o linie de ciuperci timp de cel puțin 23 de milioane de ani.
Într-un raport de urmărire patru ani mai târziu, Mueller, Rehner și Schultz au modificat înțelepciunea acceptată, argumentând că ciupercile atine reprezentau adesea o varietate de specii - nu doar una trecută de regine fondatoare de la cuib la cuib. Oamenii mai „primitivi”, au scris oamenii de știință, uneori își împărtășesc ciuperca unul cu altul, chiar și cu specii de furnici aflate la distanță - o versiune, a sugerat biologii, a rotației culturilor. „Putem arăta că eșecul culturilor este o problemă majoră în viața lor”, explică Mueller. „Ei fac același lucru pe care l-au făcut oamenii, mergând la vecini să găsească un înlocuitor, uneori fură-l, alteori depășind și ucigând și vecinii. Am arătat acest lucru în laborator. Următorul lucru logic este să îl cauți în sălbăticie. ”
Povestea oamenilor de știință pentru asocierea fungiculturii furnicilor cu agricultura umană a atras critici. Naomi Pierce, un specialist Harvard în interacțiuni de furnici și plante, își laudă munca pe teren, dar crede că transformarea furnicilor în fermieri ar putea duce lucruri departe. „Problema este că poți fi prins de metaforă”, spune ea. Furnicile, desigur, nu au dezvoltat în mod conștient agricultura. Proiecția intenției umane asupra furnicilor, spune Ignacio Chapela, poate orbi cercetătorii de motivele pentru care furnicile fac ceea ce fac.
În timp ce Mueller și Schultz lucrau la relația furnicilor cu ciuperci, o echipă de biologi de la Universitatea din Toronto observă - și se întrebau - prezența unui mucegai persistent și plictisitor, numit Escovopsis, în grădinile atine. Cum a fost, au întrebat ei, că acest parazit puternic nu a depășit în mod regulat cuiburile de pământ? Luând nota de o pulbere albă pe partea inferioară a furnicilor atine, ei au identificat-o în cele din urmă ca un tip de bacterii, Streptomyces, care secretă antibiotice. Antibioticele țineau Escovopsis la îndemână . Mai important, au făcut acest lucru pe perioade lungi de timp, fără ca Escovopsis să devină total rezistent.
Poate exista un fel de „cursă armată în stadiu”, spune Cameron Currie, unul dintre cercetătorii de la Toronto (acum la Universitatea din Kansas), în care antibioticele atine se adaptează continuu la orice rezistență acumulată în Escovopsis . Parazitul nu se șterge în întregime, dar nici nu înotă cuibul. Currie încearcă acum să stabilească cât timp a avut loc acest incendiu chimic.
Un caz de manual de simbioză între furnici și ciuperci s-a dovedit brusc a avut patru jucători majori - sau cinci, dacă contați antibioticele produse de bacterii. Când aceste antibiotice nu fac truc, furnicile taie bucăți de ciupercă infectate și le trag departe de cuib.
În pădurea de ploaie, zorii încă nu s-au rupt; furnicile nocturne Blepharidatta, rude apropiate ale ostenitelor, sunt încă la serviciu, transportând cereale minuscule de cereale, pe care Mueller le-a răspândit în noaptea precedentă. Momeala l-a lăsat pe Mueller să urmărească Blepharidatta spre cuibul lor. Deoarece Blepharidatta, care nu crește ciupercă, a fost observată care transportă bucăți de ciupercă în viață liberă, Mueller bănuiește că pot fi chiar pe punctul de a cultiva. Mueller este în mod particular intrigat de experimente în care Blepharidatta mută grupuri de ciuperci mai aproape de cuiburile lor. „Căutăm ceva foarte profund în trecutul evolutiv”, spune Mueller. „Unii furnici din aceste păduri au început să se asocieze cu ciuperca. Iar această tranziție este aceeași tranziție pe care a făcut-o ființele umane. ”
Mueller pornește un far. „Încercăm să urmărim lucrurile înapoi, dar nu vom găsi„ strămoșul ”aici, desigur”, explică el. „Ceea ce căutăm este o specie care a păstrat unele dintre trăsăturile care l-au caracterizat pe strămoș.” Nu este diferit de felul în care lingviștii vizitează popoare izolate pentru a studia modul în care s-au schimbat tiparele de vorbire, spune el. „Este ceva de genul pe care îl facem aici, uitându-ne la modul în care cel mai primitiv comportament ar fi putut genera un comportament mai elaborat.” Evoluția, cu alte cuvinte, joacă mai puțin bine decât liniile clare pe care le-ai putea aminti de la liceu și mai mult ca un film în care secvențele se pot repeta, rămân neschimbate sau chiar rulează înapoi într-un fel de contracarare.
Pantalonii lui Mueller sunt îmbrăcați cu transpirație și nămol, niște fire de flăcări îi pun gâtul și brațele, iar țânțarii zâmbesc lângă urechi. „Suntem un pic anormali în obsesiile noastre”, recunoaște el. „Suntem cu adevărat la extremă. Cine ar mai transpira în pădure pentru a găsi furnicile astea stupide! ”
Copil, spune Mueller, el „nu era prea interesat de bug-uri.” Poate că asta se datora faptului că tatăl său, un botanist al companiei chimice Bayer, a fost lovit de o boală tropicală misterioasă contractată într-o expediție în El Salvador, când Ulrich era doar 4 ani. Mueller avea 9 ani când tatăl său a murit din cauza bolii. După ce a renunțat la școala medicală, a citit controversata carte Sociobiologie a lui Edward O. Wilson (un efort de a lega comportamentul tuturor animalelor, de la furnici la oameni, într-o singură sinteză). Imediat a știut ce vrea să facă cu viața sa, să adopte „o abordare evolutivă pentru a înțelege comportamentul animalului, comportamentul social și apoi comportamentul uman”.
Și Schultz a ajuns la furnici printr-un traseu circuit influențat de Wilson. Crescut într-un mic oraș cu guler albastru la sud de Chicago, fiul părinților care nu au mers la facultate, Schultz a mers la o școală strictă luterană. Acolo, unul dintre profesorii săi a încercat să-l convingă că „oasele dinozaurilor au fost doar îngropate în pământ de către Dumnezeu pentru a ne testa credința.”
După ce a renunțat la Universitatea din Chicago și a mers în vest spre San Francisco la începutul anilor '70, Schultz a ocupat o serie de locuri de muncă - tehnician stomatologic, tapițator pentru paturi de apă și imprimantă - înainte de a-și încerca mâna ca scriitor de eseuri critice despre fenomenele paranormale ( „Blobs from Space” și „Stranger than Science”). În drum spre muncă într-o dimineață, Schultz, apoi în 30 de ani, a început să citească The Insect Societies de Wilson. Furnicile l-au atras pentru că au combinat „recursul estetic” cu tangibilitatea. „Am urmărit o mulțime de lucruri care m-au umplut de minune”, își amintește Schultz. „Dar aveam nevoie de un criteriu pentru a descoperi nu doar acele lucruri care par pline de minune, ci acele lucruri care par pline de minune și sunt reale .”
Deși mii de furnici din zeci de specii se află în mișcare prin gunoaie groase de frunze, Schultz este fixat pe o furnică particulară, solitară, care a tăiat o bucată de ciupercă sălbatică și care trage prada pe un buștean, zburlind sub încărcătura sa. „Hei, trebuie să vezi asta!” Strigă Schultz către Mueller. Este un Trachymyrmex, printre cele mai derivate sau „superioare”.
Schultz este încântat. Și surprins. Deși a citit despre puști care transportă ciuperci sălbatice în cuiburile lor, nu a văzut niciodată unul care să o facă. Și de ce ar vrea? Introducerea unei ciuperci incompatibile ar putea perturba, sau chiar distruge întreaga grădină de furnici. Ce se petrece aici?
„Acesta este un puzzle”, spune Schultz. „M-aș aștepta ca furnicile să fie foarte alegătoare cu privire la ceea ce aduc în cuib, să aibă un fel de părtinire senzorială care acceptă ciupercile„ bune ”și le respinge pe toate cele„ rele ”.” Mueller observă că multe plante folosesc furnici pentru împrăștiați semințele, deși dacă furnicile își aleg alegerea cu privire la ceea ce culeg sau răspund doar la seducția secrețiilor vegetale, rămâne neclar.
Schultz arată pozitiv, chiar dacă furnica și ciuperca ei s-ar putea întoarce cu multe din lucrurile pe care el și colegii săi le-au scris, ca să nu mai vorbim de cea mai mare parte a presupunerilor lor. „Poate că nu furnica a găsit ciuperca”, sugerează Mueller cu un zâmbet crud. Poate că ciuperca a găsit furnica.
Atât Schultz, cât și Mueller își creditează colaboratorii obsedați de ciuperci pentru că i-au condus la ideea că ciupercile profită la fel de mult din relația cu furnicile, precum furnicile sunt din ciuperci. Purtate de furnici, protejate de ele și având tendința în grădini gigantice, clonele fungice se bucură de capacități de reproducere mult dincolo de ceea ce puteau realiza neatinse. La urma urmei, ciupercile cu viață liberă există adesea doar pe o mică porțiune de gunoi, reproducându-se doar o dată sau de două ori înainte de a muri. În interiorul cuiburilor, ciuperca devine, în opinia lui Stephen Rehner, „nemuritoare în comparație cu oricare dintre rudele lor sălbatice.”
Posibil ciupercile au dezvoltat trucuri pentru a păcăli furnicile în mișcare și recoltare. Secrețiile de pe suprafața ciupercilor ar putea funcționa ca medicamentele care schimbă mintea, îndoind furnicile la serviciul ciupercilor. „Cred că ceilalți ciuperci încearcă în mod constant să rupă codurile chimice care ajută furnicile să-și recunoască ciupercile din grădină, spunând:„ Hei, gust și miros bine! Nu mă poți rezista. Ridică-mă și du-mă acasă ”, speculează Schultz. „Nu subestimați puterea ciupercii”, intenționează Mueller.
Într-adevăr, chiar după-amiaza următoare, Schultz se întoarce dintr-o ieșire cu dovezi impresionante ale acestei puteri. Venise pe o gigantică furnică neagră, cunoscută local sub numele de bala - înverșunată, cu o înțepătură puternică - prinsă în jurul vârfului unei ramuri de arbust. Era rigid și mort. Din spatele capului furnicii, un sporofor maron ieșea în mod greșit, ca într-o versiune insectă a filmului Alien . Ciuperca infectase corpul furnicii, crescând în interior și consumând-o. Apoi, printr-un fel de catalizator încă de descoperit, ciuperca a cerut aparent furnica să urce în vârful unei ramuri, unde sporii ei ar putea fi răspândiți în avantajul maxim. Acolo, un sporofor a răsărit prin capul furnicii și și-a eliberat sporii.
Înapoi pe potecă și în pădure, Schultz ambles, cămașa și buzunarele pantalonilor înghesuiți cu flacoane umplute cu alcool. Se oprește lângă un buștean, dând din coaja. Ieșește o jumătate de duzină de Acromyrmex, foioase care adesea își construiesc cuiburile în bușteni. Sub insectele alarmate înflorește o revoltă de ciuperci maro și bronzată. „Ați fi uimit de câte grădini de ciuperci sunt în pădure”, spune Schultz. „Sunt peste tot”.
De-a lungul dealului, îngenuncheat în murdărie, spionează o creatură minusculă în culori de praf, cu un cap mormăit și supradimensionat. Este un Cyphomyrmex, printre cele mai puțin studiate dintre atine. Schultz se apleacă asupra acestei creaturi, nu mai mare decât o virgulă, și o observă cu atenție.
Munca de teren în Amazon este mult mai dezordonată decât analiza genetică a cadavrelor de furnici în confortul laboratorului cu aer condiționat al lui Schultz, în Washington, DC, dar acesta este singurul mod „de a experimenta o biologie reală și nefiltrată”, spune el. „Este acea complexitate care este aproape garantată să vă răsplătească cu ceva ce nu vă așteptați.” Probabil că Cyphomyrmex va renunța la o mică bucată din puzzle-ul pe care Schultz și Mueller și-au dedicat carierele pentru a le pune împreună. Schultz spune că, în timp ce abordează unele dintre cele mai mari întrebări din cosmos, este cel mai bine să „gândești mic. Asta e grozav să fii aici. Gândirea mică deschide tot felul de posibilități. ”
