Pierwszymi rolnikami były... mrówki

Archeolodzy szacują, że ludzie zaczęli uprawiać rośliny około roku 9500 p.n.e. (według niektórych badań pierwsze próby podejmowali 23 tys. lat temu). Jednak rolnictwo to wynalazek znacznie starszy - i wcześniejszy niż gatunek ludzki, który pojawił się na Ziemi ok. 2,5 mln lat temu. Naukowcy z Narodowego Muzeum Historii Naturalnej (NHN) Smithsonian Institution (USA) uważają, że mrówki rozpoczęły hodowlę grzybów 66 mln lat temu. Wyniki badań, w których brali też udział badacze z innych krajów, ukazały się 3 października w czasopiśmie "Science" (10.1126/science.adn7179).

"Prawdopodobnie moglibyśmy się wiele nauczyć z rolniczych osiągnięć mrówek z ostatnich 66 milionów lat" - uważa entomolog dr Ted Schultz, główny autor artykułu w "Science" i kurator działu błonkówek (do których należą mrówki) w Narodowym Muzeum Historii Naturalnej.

W obu Amerykach i na Karaibach uprawą grzybów zajmuje się prawie 250 gatunków mrówek. Najbardziej zaawansowany system rolniczy, który badacze nazwali rolnictwem wyższym, wypracowały mrówki tnące liście (np. z rodzajów Acromyrmex i Atta). Owady zbierają kawałki świeżej roślinności - obcięte fragmenty liści, traw, kwiatów - i transportują je do mrowisk. Nie mogą się żywić tym materiałem, bo nie trawią celulozy, ale rozkładające się tkanki roślinne są nawozem dla rosnących w podziemnych "pieczarkarniach" grzybów. One z kolei wytwarzają wypełnione pożywnymi i łatwostrawnymi dla mrówek składnikami kuliste twory, tzw. gongylidia, które owady zbierają i zjadają.

Dr Schultz od 35 lat bada ewolucyjny związek między mrówkami i grzybami. Przez lata wraz z kolegami zebrał tysiące próbek genetycznych mrówek i grzybów, które posłużyły za materiał do najnowszych badań. Zespół wykorzystał próbki do sekwencjonowania danych genetycznych dla 475 różnych gatunków grzybów (z których 288 jest uprawianych przez mrówki) i 276 różnych gatunków mrówek (z których 208 uprawia grzyby).

Analiza danych genetycznych setek gatunków grzybów i mrówek oraz porównanie DNA dzikich gatunków grzybów z tymi uprawianymi przez owady pozwoliły badaczom stworzyć ewolucyjną oś czasu. Okazało się, że mrówki i grzyby są ze sobą powiązane od 66 milionów lat. Właśnie wtedy w Ziemię uderzenie asteroidy o średnicy 10 km spowodowało masowe wymieranie, podczas którego wyginęło ok. 75 proc. gatunków roślin i zwierząt (m.in. dinozaury).

Ale globalna katastrofa stworzyła też warunki dla rozwoju innych organizmów, w tym grzybów, które zaczęły masowo się rozwijać dzięki obfitości pokarmu - martwego materiału roślinnego. A z kolei mrówki - zdaniem naukowców - wykorzystały wówczas dostatek grzybów, które zastąpiły im inne pożywienie. Mrówki zaczęły je uprawiać i tak zawiązało się trwające do dziś "ewolucyjne partnerstwo", jak określa je dr Schultz. Z jednej strony owady za swoją mrówczą pracę dostają pożywienie z grzybów, z drugiej grzyby rozrastające się dzięki odpowiedniej "opiece" zwiększyły swoje szanse na przetrwanie.

Zdaniem badaczy rozwinięcie systemu wyższego rolnictwa zajęło mrówkom prawie 40 mln lat. Ok. 27 mln lat temu gwałtowne ochłodzenie klimatu spowodowało ogromne zmiany środowiskowe na całym globie. W Ameryce Południowej suche obszary, takie jak drzewiaste sawanny i łąki, pojawiły się wśród rozległych wilgotnych lasów tropikalnych. Mrówki przeniosły grzyby z lasów w to bardziej suche środowisko i odcięły je od dzikich populacji. Odizolowane grzyby szybko stały się całkowicie zależne od mrówek - i to był początek zaawansowanego systemu rolnictwa praktykowanego do dziś przez mrówki tnące liście.

"Mrówki udomowiły grzyby w taki sam sposób, w jaki ludzie udomowili rośliny uprawne. Niezwykłe jest to, że możemy teraz datować, kiedy to się wydarzyło" - zaznaczył dr Schultz.

W badaniach z 2023 r. (https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/ece3.10386) wykazano, że także nadrzewne mrówki koktajlowe (Crematogaster clariventris) z Kamerunu uprawiają grzyby. W tym przypadku fragmenty grzybni służą owadom m.in. do umacniania ścian gniazd tworzonych z przeżutego materiału roślinnego.

abu/ zan/