Када су људи почели да се баве пре око 12.000 година, заувек су променили будућност наше врсте. Наши преци су били еколошки пионири, откривали су и узгајали највредније усеве, повећали их тако да нахране читаве заједнице и преобразили дивље усјеве тако темељно да су постали опстали од људи за свој опстанак. Земљорадништво је, према речима Генографског пројекта Натионал Геограпхиц -а, „посејало семе за модерно доба“.
Сличан садржај
- Проучавање мрава "Носови" могло би довести до бољих репелената
- Како су људи помогли мравима да нападну свет
- Да ли су мрави били први фармери на свету?
Али људи су закаснили на игру. У време када су наши преци покренули неолитичку револуцију која се мења у свету, мрави су већ 60 милиона година бавили гљивице у прашумама Јужне Америке. Ти су чаробњаци за пољопривреду користили софистициране технике које нам се супротстављају - укључујући домаће усеве који су данас непознати по природи и такође нису у стању да преживе без својих култивара.
Сада су Смитхсониан истраживачи прецизирали када су - а можда и зашто - мрави развили ове изванредне пољопривредне технике. Стварајући еволуцијско дрво мрава који се баве гљивицом, они извештавају да је револуција у мравињаку можда била подстакнута драматичним променама климе пре неких 30 милиона година. Штавише, пољопривредни системи који су настали из те револуције можда још увек имају неколико поука за људе.
Данас је познато да се у Америци и на Карибима око 240 врста атинских мрава - листићи листова међу њима - баве гљивицама. Њихове подземне културе подижу комплексна, пољопривредно заснована друштва која су не само одржива и ефикасна, већ и отпорна на болести и штеточине. Ове умањене пољопривреднике уједињује заједничка стратегија: Они се хране за парче вегетације, али не једу је. Уместо тога, користе га за негу својих драгоцених гљивица које узгајају у индустријском обиму.
У тим случајевима гљивице су потпуно изоловане у подземним вртовима, често смештених на сувим, неприступачним стаништима где њихова дивља родбина не може да опстане. Такође не могу да побегну, што значи да дивље и домаће гљивице не могу да се окупе и замене гене. Као резултат ове изолације, домаће гљиве су се развиле у потпуној зависности са својим фармерима мрава. Мрави се са своје стране толико ослањају на свој усјев да, када краљичина ћерка оснује нову колонију, узме са собом комадић баште гљива своје мајке да започне своју.
„Гљиве које узгајају никада се не налазе у дивљини, сада су у потпуности зависне од мрава“, објашњава ентомолог Тед Сцхултз, кустос мрава у Националном историјском музеју Смитхсониан. „То је попут многих наших усјева. Негујемо ствари које су толико модификоване да постоје у облицима које више не налазимо у дивљини. “
У студији објављеној 12. априла у часопису Процеедингс оф тхе Роиал Социети Б, Сцхултз и његови колеге користили су нове геномске алате како би открили коријене овог необичног уређења. Сцхултз и његов тим створили су еволуцијско породично стабло мрава који се баве гљивицом, прислушкујући залихе генетских података за 78 врста мрава које се баве гљивицом и 41 врсту мравињака који нису пољопривредни. Највише је сакупио сам Сцхултз током деценија на терену.
Истраживачи су користили овај генетски запис - који је обухватао ДНК секвенце преко 1500 места генома за сваку врсту - да би расули уназад од живих врста и идентификовали заједничке претке данашњих родова мрава. Они су поткријепили ове генетске податке с неколико кључних фосила мрава који су кориштени како би се помогло у калибрацији датума за промјене које су пронашли у њиховој ДНК анализи.
Уз помоћ ових података, Сцхултз је успео да се открије када су ове врсте мрава направиле кључни еволутивни напредак у напреднијој пољопривреди - као и смислили теорију зашто.
Тед Сцхултз, кустос мрава из Смитхсониановог Националног музеја природне историје, држи лабораторијско гнијездо нижег мрака који расте из гљива, док стоји поред лабораторијског гнијезда виших мрава који сијеку листове који расте. (ЈамесДиЛорето / Смитхсониан) Подаци ДНК указују да се овај скок поклопио са драматичним променама у древној клими. Чини се да су мрави развили свој напредни систем узгоја негде након што је глобални догађај хлађења почео да снижава температуре широм света пре око 35 милиона година. Резултат преласка са влажних кишних шума предака ловаца и сакупљача на сушачка окружења, пишу истраживачи, можда је подстакла пољопривредну иновацију јер су мрави одржавали контролисане услове како би њихови вртови гљива били у порасту.
"Изгледа као да је предак виших мрава који расте и био у сувом или сезонски сувом станишту", каже Сцхултз. „Дакле, ако мрави расту влажне гљиве које воле станиште и уклањају их на суво станиште, то је налик на људе који узимају једно од својих домаћих из свог матичног подручја.“
"Генерално, када припитомљавамо ствари, изолирамо их у парцеле и беремо семе из оних које нам је најбоље, и настављамо да садимо то семе", наставља он. "Ако имате гљивицу чији рођаци сви живе у влажној шуми и однесете је на суво станиште, она више не може побећи ... Временом, изолована стотинама хиљада или милиона година, то је прилично добро прилика за припитомљавање. "
Али гљивице нису биле само кроз трансформацију. У исто време, мравиња линија се почела значајно диверзификовати. Њихови геноми су се померили током преласка са ловног накупљања на пољопривреду и опет када су усвојени виши облици узгоја гљива. Сцхултз и његове колеге приметили су у претходним истраживањима да су мрави вероватно изгубили способност стварања кључне аминокиселине, аргинина, јер су у гљивицама имали спреман извор - и сада су постали зависни од тог извора.
Миколози који проучавају исти систем могу га сматрати оним у коме су гљивице користиле мраве, а не обрнуто. „Можда грозно звучи за гљивице, али и у њихову корист. Задржавају се све њихове потребе “, каже Диана Сик, ентомолог са Универзитета у Монтани. "Мислим да гљивице заиста и манипулишу ситуацијом."
Шест, који није био укључен у студију, додаје да су Сцхултз и колеге били у стању да раздвоје сложену еволутивну причу која није подржала многе претходне претпоставке - наиме, да би еволуција гљива која воли влагу била вођена притисцима у влажним прашумама где су живели. "Идеја да са овим симбиозама мора постојати нешто што намеће ту специфичност и да је та изолација довела до те екстремне зависности ... То заиста има пуно смисла", каже Сик. „Али људима је потребно да мало размисле изван оквира како би пронашли такве врсте одговора.“
Напредна пољопривреда мрава, као што можете очекивати, разликује се од људских напора на неколико очигледних начина (мање трактора, за једног). Ипак, Сцхултз вјерује да нешто или двије можемо научити из посматрања како једна од ријетких пољопривредних врста у природи - укључујући термите, бубе и пчеле - његује своје усјеве.
На пример: Као и неки индустријски пољопривредници, мрави који расту гљиве узгајају једну врсту усјева. Међутим, успевају то без да подлегну непријатељима попут болести или штеточина који прете људским усевима када изгубе генетску разноликост. Мрави постижу овај изванредан подвиг држећи своје подземне баштенске комаде беспрекорним да ограничавају могућност болести и производећи природни антибиотик који делује као пестицид, борећи се против паразитске гљивице која прети њиховом извору хране.
Ове стратегије ефикасно контролирају патогене али их не укидају као што то обично чине људи, понекад и без смисла. Уместо тога, мрави су постигли одрживу равнотежу коју би људи добро приметили, каже Сцхултз.
„Узгајају монокултуру, али постоје све врсте бактерија и других микроба који би могли бити доброћудни или чак корисни“, каже Сцхултз. "То је попут малог екосистема који гајију. Слично томе, у људској пољопривреди" када узгајамо усев, не узгајамо само нешто попут кукуруза ", додаје он. "Такође узгајамо све ове микробе у земљи и вероватно постоји оптимална еколошка мјешавина микроба која је најбоља за здраво тло и здрав кукуруз."
Мјесто мравље колоније у ширем локалном екосистему такође може одржати неколико предавања за људске фармере, напомиње Сцхултз. Помислите на колонију листача као на један велики кичмењак на испаши: Комбинована тежина колоније слична је маси као што је рецимо крава, која може појести сличне количине локалне вегетације током сличног периода.
"Зашто једноставно не обришу сву вегетацију на неком подручју и морају да се преселе?", Пита он. Један од разлога је то што се локална вегетација такође развијала у сарадњи са колонијама. Дрво које мрави испашу на смрт може почети да испушта токсин који чини његово лишће неприлагодљиво гљивама мрава, због чега се крећу даље тако да се дрво може регенерирати.
„Они то не раде намерно; није као да свесно бирају да не униште дрво, "додаје он.„ Али цео локални екосистем и сви организми у њему су еволуирали у неку врсту стабилног стања, које производи овакву одрживу пољопривреду. " најмањи међу нама, чини се, могу се појавити веће лекције.
