Amikor az emberek körülbelül 12 000 évvel ezelőtt elkezdtek gazdálkodni, örökre megváltoztatta fajunk jövőjét. Őseink ökológiai úttörők voltak, felfedezték és művelték a legértékesebb növényeket, az egész közösségek táplálására felméretezték őket, és olyan vadon termő növényeket alakítottak át, hogy túlélésük függvénye az emberek függővé váljon. A gazdálkodás, a National Geographic geográfiai projektjének szavai szerint, „magvait vette a modern kor számára”.
kapcsolodo tartalom
- A „Noses” hangulatának tanulmányozása vezethet a jobb rovarriasztókhoz
- Hogyan segítették az emberek az hangyákat a világba
- A hangyák voltak a világ első gazdái?
Az emberek azonban késtek a játékhoz. Mire őseink elindították a világváltozó neolitos forradalmat, a hangyák már 60 millió éve gazdálkodtak gombákkal a dél-amerikai esőerdőkben. Ezek a gyomor mezőgazdasági varázslók olyan kifinomult technikákat alkalmaztak, amelyek versengnek a sajátunkkal - ideértve azokat a háziasító növényeket is, amelyek ma természetükben ismeretlenek és kultivátoruk nélkül sem képesek életben maradni.
Most Smithsonian kutatói felismerték, hogy mikor - és talán miért - fejlesztették a hangyák ezeket a figyelemre méltó gazdálkodási technikákat. A gombatenyésztő hangyák evolúciós fájának létrehozásával beszámolnak arról, hogy a hangya-mezőgazdasági forradalmat körülbelül 30 millió évvel ezelőtt az éghajlat drámai változása ösztönözte. Sőt, a forradalomból kialakult gazdálkodási rendszerek ma még néhány tanulságot tarthatnak az emberek számára.
Manapság mintegy 240 faj hangya hangyáról - köztük a levágókról - ismert, hogy gombaölő gazdaságokat működtet Amerikában és a Karib-térségben. Földalatti növényeik komplex, mezőgazdasági alapú társadalmakat táplálnak, amelyek nemcsak fenntarthatóak és hatékonyak, hanem a betegségekkel és a kártevőkkel szemben is ellenállnak. Ezeket a kisméretű gazdálkodókat egy közös stratégia egyesíti: A növényzet apró részeit takarmányozják, de nem eszik. Ehelyett drága gombáik táplálására használják, amelyeket ipari méretekben termesztenek.
Ezekben az esetekben a gombákat a föld alatti kertekben teljesen elkülönítik, gyakran száraz, nem életképtelen élőhelyeken helyezkednek el, ahol vad rokonai nem képesek életben maradni. Nem menekülhetnek el, ami azt jelenti, hogy a vadon élő és a házi gombák nem tudnak összekapcsolódni és cserélni a géneket. Az elszigetelés eredményeként a háziasított gombák teljes függőségben fejlődtek ki a hangya-gazdáikkal szemben. A hangyák a maga részéről annyira támaszkodnak termésükre, hogy amikor egy királynő lánya új kolóniát létesít, magával veszi egy darab anyja gombáskertjét, hogy megkezdje sajátját.
„Az általuk kifejtett gombák soha nem fordulnak elő vadonban, ma már teljesen a hangyáktól függenek” - magyarázza Ted Schultz entomológus, a hangyák kurátora a Smithsonian Nemzeti Természettudományi Múzeumban. - Ez olyan, mint sok növényünk. Olyan dolgokat ápolunk, amelyek annyira átalakultak, hogy olyan formákban léteznek, amelyeket a vadonban már nem találtak. ”
A Királyi Társaság B folyóiratában április 12-én közzétett tanulmányban Schultz és munkatársai új genomi eszközöket használták fel a szokatlan elrendezés gyökereinek feltárására. Schultz és csapata létrehozta a gombatenyésztő hangyák evolúciós családfáját, 78 genetikai adatot tárolva a gombatenyésztéses hangyafajok és 41 nem mezőgazdasági hangyák fajtájához. A legtöbbet Schultz maga gyűjtötte évtizedek óta a terepen.
A kutatók ezt a genetikai nyilvántartást - amely minden fajhoz képest több mint 1500 genomhely DNS-szekvenciáit tartalmazta - az élő fajoktól való visszalépéshez és a mai hangya-törzs közös elődeinek azonosításához használta. Ezt a genetikai adatot néhány kulcsfontosságú hangya-kövülettel bizonyították, amelyeket arra használtak, hogy kalibrálják a dátumokat a DNS-elemzésük során talált változásokhoz.
Ezekkel az adatokkal Schultz meg tudta deríteni, mikor ezek a hangyafajok kulcsfontosságú evolúciós előrelépést hajtottak végre a fejlettebb mezőgazdaság felé -, valamint elmélettel állt elő, hogy miért.
Ted Schultz, a Smithsonian Nemzeti Természettudományi Múzeum hangyainak kurátora egy alacsonyabb gombanövelő hangya laboratóriumi fészkét tartja, miközben a gombafajtánál magasabb levélvágó hangya laboratóriumi fészke mellett áll. (JamesDiLoreto / Smithsonian) A DNS-adatok azt sugallják, hogy ez az ugrás egybeesett az ókori éghajlat drámai változásaival. Úgy tűnik, hogy a hangyák valamikor azután fejlesztették tovább fejlett gazdálkodási rendszerüket, miután egy globális hűtési esemény körülbelül 35 millió évvel ezelőtt kezdte le a hőmérsékletet világszerte. A kutatók azt írták, hogy a vadász-gyűjtő őseik nedves esőerdőktől szárnyas környezetbe történő elmozdulása a mezőgazdasági innovációt váltotta ki, mivel a hangyák fenntartották az ellenőrzött feltételeket, hogy gombakertjeik növekedjenek.
"Úgy néz ki, hogy bármi is legyen a magasabb, gombatermelő hangyák őseitől, ha száraz vagy szezonálisan száraz élőhelyen éltek” - mondja Schultz. "Tehát ha a hangyák nedves élőhely-szerető gombákat növesztnek, és száraz élőhelyre helyezik őket, ez olyan, mintha az emberek kihozzák valamelyik házukat otthonukból."
"Általában a házak háziasításakor elkülönítjük őket parcellákon, és betakarítjuk a magvakat a legjobban kedvelt magoktól, és folytatjuk az ültetést" - folytatja. „Ha van egy gomba, amelynek rokonai mind nedves erdőben élnek, és száraz élőhelyre veszik, akkor már nem tud menekülni ... Az idő múlásával, több százezer vagy millió évig elkülönítve, ez egy nagyon jó lehetőséget a háziasításra. ”
De a gombák nem voltak az egyetlen, akik átalakuláson mentek keresztül. Ugyanakkor a hangya származása jelentősen diverzifikálódni kezdett. Genomjuk eltolódott a vadászgyűjtésről a mezőgazdaságra való áttérés során, és ismét, amikor a gombás gazdálkodás magasabb formáit elfogadták. Schultz és munkatársai a korábbi kutatások során megjegyezték, hogy a hangyák valószínűleg elveszítették a képességét kulcsfontosságú aminosav, arginin előállítására, mert rendelkeznek a gombákban kész forrással - és mostantól függnek ettől a forrástól.
Az ugyanazt a rendszert tanulmányozó mikológusok valószínűleg úgy tekintik, hogy a gombák a hangyákat használják, nem pedig fordítva. „A gomba számára ez kissé rossznak tűnhet, de nekik is előnyeik vannak. Minden igényüket ápolják ”- mondja Diana Six, a Montana Egyetem entomológusa. "Azt hiszem, a gombák valóban szintén manipulálják a helyzetet."
Hat, aki nem vett részt a tanulmányban, hozzáteszi, hogy Schultz és munkatársai el tudták szétvágni egy összetett evolúciós történetet, amely nem támasztotta alá sok korábbi feltételezést - nevezetesen azt, hogy a nedvességet szerető gombák fejlődését nyomások támogatták. a nedves esőerdőkben, ahol éltek. "Az a gondolat, hogy ezeknek a szimbiózisoknak olyan dolgokra van szükségük, amelyek érvényesítik ezt a specifikusságot, és hogy az elszigeteltség vezet ehhez a szélsőséges függőséghez ... Valóban sok értelme van" - mondja Six. "De az embereknek gondolkodni kell egy kicsit a dobozon kívül, hogy megtalálják az ilyen típusú válaszokat."
A fejlett hangya-mezőgazdaság, mint amire számíthat, néhány nyilvánvaló módon különbözik az emberi erőfeszítésektől (egynél kevesebb traktor). Schultz ugyanakkor úgy véli, hogy egy-két dolgot megtanulhatunk annak megfigyeléséből, hogy a természet néhány kevés más gazdálkodási faja - beleértve a termeszek, bogarak és méhek - hogyan kupolálja növényeit.
Például: Mint néhány ipari gazdálkodó, a gombatenyésztő hangyák egyetlen terményt termesztnek. Ennek ellenére sikerül megbirkózniuk olyan ellenségekkel, mint a betegség vagy a kártevők, amelyek fenyegetik az emberi növényeket, amikor elveszítik a genetikai sokféleséget. A hangyák ezt a figyelemre méltó jellegzetességet azáltal érik el, hogy a föld alatti kerti szobáikat foltlanul tartják a betegség lehetőségének korlátozása érdekében, és egyfajta természetes peszticidként működő antibiotikumot állítanak elő, és küzdenek egy parazita gombával, amely veszélyezteti azok táplálékát.
Ezek a stratégiák hatékonyan ellenőrzik a kórokozókat, de nem pusztítják el őket, mint az emberek hajlamosak tenni, néha értelme nélkül. Ehelyett a hangyák fenntartható egyensúlyt értek el, amelyet az embereknek jó lenne megfigyelni - mondja Schultz.
"Monokultúrát termelnek, de vannak mindenféle baktérium és egyéb mikrobák, amelyek jóindulatúak vagy akár hasznosak is lehetnek" - mondja Schultz. „Ez olyan, mint egy kis ökoszisztéma, amelyet ők művelnek.” Hasonlóképpen, az emberi gazdálkodásban, „amikor növényt termesztünk, nemcsak a kukoricát termesztjük, hanem hozzáteszi. "Mindezeket a mikrobákat is növekszik a talajban, és valószínűleg van egy optimális mikrobiológiai keverék, amely a legjobb az egészséges talajhoz és az egészséges kukoricához."
A hangyatelep helye a nagyobb helyi ökoszisztémában néhány órát is tarthat az emberi gazdálkodók számára - jegyzi meg Schultz. Gondolj egy levélvágó kolóniára, mint egyetlen nagy legeltetésû gerincesre: A kolónia együttes súlya hasonló a mondás tehénéhez, és hasonló idõ alatt képes felhasználni a helyi vegetációt.
„Miért nem törlik le az egész növényzetét, és költözniük kell?” Kérdezi. Ennek egyik oka az, hogy a helyi növényzet a kolóniákkal szinkronban is kialakult. Egy olyan fa, amelyet a hangyák halállal legelnek, elkezdene expresszálni egy toxint, amely elhagyhatatlanná teszi a leveleket a hangyák gombáira, és így tovább mozoghatnak, hogy a fa regenerálódjon.
„Nem szándékosan csinálják; nem olyan, mintha tudatosan úgy döntenek, hogy nem veszítik el a fát. "- tette hozzá. - De az egész helyi ökoszisztéma és az abban élő szervezetek egyfajta stabil állapotba fejlődtek, amely ilyen jellegű fenntartható mezőgazdaságot eredményez." a legkisebb köztünk, úgy tűnik, nagyobb tanulságok merülhetnek fel.
