殺死恐龍的小行星讓螞蟻變成了農民

殺死恐龍的小行星讓螞蟻變成了農民



殺死恐龍的小行星讓螞蟻變成了農民

恐龍當然沒有從希克蘇魯伯小行星撞擊中受益,但對於今天螞蟻的祖先來說,這是一個完全不同的故事。事實上,6,600 萬年前震撼地球的氣候劇變可能是某些昆蟲物種在人類進化前數百萬年就學會耕種的主要原因。

10 月 3 日發表於《 科學來自巴西和美國大學以及史密森學會的國際研究小組檢查了數百種螞蟻和真菌物種的遺傳數據,以追蹤它們的進化樹。在比較了這兩個時間線之後,專家們確定了兩者開始真正交織在一起的時間——大約與希克蘇魯伯小行星之後的同一時代。

聖保羅州立大學生物科學研究所(IB-UNESP) 研究員、論文合著者安德烈·羅德里格斯(André Rodrigues) 表示:「人們對真菌養殖螞蟻的起源了解相對較好,但缺乏對這些微生物的更精確的時間表。羅德里格斯表示,新的分析提供了“迄今為止這些真菌菌株出現的最小誤差範圍,此前人們認為這些真菌菌株是最近出現的。”

研究人員早就知道,六英里寬的太空岩石噴射到大氣中的碎片為幾代人創造了低光環境。雖然地球上 70% 的生命被判了死刑,但它卻成為某些以有機物為食的真菌物種的完美孵化器。同時,動植物的滅絕迫使當今切葉蟻群的遠古祖先不得不依賴培養和收穫微生物。

了解真菌-螞蟻互利共生起源的關鍵在於觀察它們的超保守元件(UCE)-在多個演化世代中保持完整的基因組區域。

「在這種情況下,我們對靠近這些元素的區域感興趣。它們顯示了物種之間最新的差異,使我們能夠追蹤相當準確的演化路線,」IB-UNESP 研究員兼論文合著者 Pepijn Wilhelmus Kooij 說。

然而,螞蟻和真菌物種最終需要近 4000 萬年才能實現真正的互惠關係。正如史密森學會所解釋的那樣,大約 2700 萬年前的一段快速變冷時期導致螞蟻將真菌物種從潮濕的氣候轉移到干燥的氣候,從而將微生物與其本地種群隔離開來。這些真菌的增生和生存完全依賴螞蟻。這導致了所謂的高等農業的出現,其中螞蟻收穫新鮮的植被,以供真菌在植物腐爛時分解。然後微生物產生稱為菌絲的線狀網狀結構。在此期間,這些菌絲的尖端會長出富含脂質和碳水化合物的球莖,稱為“gongylidia”,昆蟲將其用作食物。從本質上講,螞蟻早於人類數百萬年就學會了耕作,更不用說作為一個物種而存在了。

[Related: Earth is home to nearly 20 quadrillion ants.]

「螞蟻馴化這些真菌的方式與人類馴化農作物的方式相同,」史密森學會螞蟻館長兼論文主要作者特德·舒爾茨在該研究所的簡介中說道。

「為了養活自己,真菌會分解螞蟻攜帶的有機物。反過來,螞蟻會消耗真菌產生的物質,而這些物質是它無法從任何其他來源獲得的。 “就好像真菌是昆蟲的外胃一樣。”

如今,螞蟻的耕種能力導致了多種真菌物種的發展,這些真菌物種既能有效地為蟻群生產食物,又能分解有機物。這些酵素非常有用,以至於其他研究人員正在研究如何利用它們來安全分解塑膠等有害物質。未來,人類的永續回收解決方案可能在很大程度上要歸功於地球上最早的一些創新螞蟻。



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