Az esőerdők legelője alatt a rovaroktól származó alacsony ordítódás periodikus crescendokká alakul, amikor az abroncs- és mandarinszínű levelek nagyobbak, mint a vacsoralapok, és a fenti ágakból sodródnak. Scarlet ara papagájok és a sárga gerincű tukánok ragadós hívásokat bocsátanak ki. A kapucinus majmok négyféle biológusra dobják el a detritusot a fákról, akik az Amazon esőerdők szakaszán haladnak, csupán néhány óra autóútra Manaus városától, Brazília. A dzsungel ezen a hatalmas ösvényén, amely több száz mérföldre szakad meg a venezuelai határig, nyomokat keresnek, hogy magyarázzák a rendkívüli evolúciós eseményt.
kapcsolodo tartalom
- EO Wilson sürgeti a holnap tudósát, hogy keressék meg a Föld felfedezetlen gazdagságát
Valahol ezen a ponton, 50 millió évvel ezelőtt, a dinoszauruszok eltűnése után, egyes hangyafajok megkezdték a gombák tenyésztését és evését. A földön élő állatok közül csak ezek a hangyák, különféle bogarak és termeszek - és természetesen az emberek is - termelnek saját magukat. Valahogy ez az új hangya törzs, az attinok - antropomorf szempontból - vadászgyűjtőktől gazdálkodókig mentek. Hogy hogyan és miért tették meg, továbbra is izgalmas rejtély.
Ted Schultz, a Smithsonian Intézet Nemzeti Természettudományi Múzeuma kutató entomológusa egy hangya intenzitással térdelt egy hangya fészek bejáratánál. Mopszával tar-fekete haja van, és a szeme vastag lencsék mögött nagy faszén gömbökre emlékeztet. Érdeklődésének tárgya a levélvágók fészke, a hangulatú hangyák legaranyosabb.
Húsz lábnyira a közeli trombitafán, a hangyák frissen csírázott levelekre állva, állkapocs nyitva, elegáns félhold formájában. Ezeket a dugókat, amelyek tízszer annyival töltenek be, a hátukra és a hazafelé haladnak, és hullámos vonalban visszafolynak a fán, nem ellentétben a tipikus zongoramozgatók zenekarával. Kis hangulatú, hangulatos neonzöld kalapot viselő hangyák táncolnak.
A levélvágók egyéb patakjai az árnyékból törékeny, haldokló levelek mentén folynak a koszos kráterek körül vermilionos homokos talajba. Nagyobb hangyák mellett haladnak, túlméretes állkapocsokkal, amelyek a fészek bejárata közelében vigilgel állnak, és hosszú, ívelt föld alatti csatornákká válnak, amelyek több ezer kamra számára nyithatók, amelyek sziklaszilárd szennyeződéseken keresztül terjednek le és ki.
Több millió hangya egy kis hálószobás méretű területen tölti ki a fészket. Miután beléptek a kamrákba, a levágók vágják le terheiket. Apró kertes hangyák veszik át. Tisztítják, megtisztítják és megrágják a levelek széleit, bekenik a saját váladéjukat és durván felületük felületét megtisztítják. Ezekre a levéldarabokra, amelyeket ügyes sorba sorolnak, a hangyák ezután aprólékos házi gombát helyeznek el.
Schultz és szoros munkatársa, Ulrich Mueller, az austini texasi egyetem viselkedési ökológusa úgy gondolja, hogy a levágók képes gombatermesztésre és betakarításra hasonlítanak az emberi mezőgazdasághoz. Arra is utalnak, hogy az embereknek van valami tanulniuk a hangyáktól, rámutatva a közelmúltbeli felfedezésre, hogy az attinok antibiotikumokat használnak a betegségek ellenőrzéséhez a gombakertekben. "Próbáltál már néhány másodpercnél hosszabb ideig tartani valamit a trópusokon kártevőktől?" - mondja Schultz. „Ez egy csodálatos eredmény.” Talán, javasolja, a hangyák alapos tanulmányozása lehetőséget teremt az emberek számára a betegség leküzdésére vagy a fenntarthatóbb gazdálkodásra. "Ezeknek a hangyáknak pozitív visszacsatolási rendszere van - 50 millió év a fenntartható mezőgazdaság" - mondja Schultz.
Ez a figyelemre méltó rekord itt különösen esőerdőben mutat az esőerdőkben. A Manaus-tól Caracasig tartó új, 1000 mérföldes autópályán észak felé haladva egyértelműen megfigyelhető az Amazonas hatalmas partjait elpusztító halak csontjainak fejlődési mintája, új szennyeződés-utakkal, minden irányba rohanva. Ezzel szemben: „a levágók nem torzak a dolgok” - jegyzi meg Schultz. „Elképzelhetjük sok olyan forgatókönyvet, amikor ezekben az erdőkben a hangya fészek csak egyre nagyobb lesz, ahol ezt a mezőgazdaságot odaviszik, hogy az egész rendszert lezárják. De ők nem.
Schultz és Mueller visszatért az Amazon-hoz, hogy megpróbálja kitalálni, hogyan kezdte az első hangya - minden kertész hangya anyja - termeszteni kolóniájának ételeit. Milyen volt? Hogyan viselkedett? És hogyan tudta a földön kezelni egy ilyen jelentős átalakulást?
Az embereket évszázadok óta érdekelte a levágott hangyák. A Popol Vuh, az ősi maja krónikája ünnepelte intelligencia és kommunikációs készségüket. Charles Darwint, amikor Brazília trópusi erdőjében először látogatták meg, megdöbbenték mindenütt jelenlévők és szorgalmasságuk. "A jól megvert utak minden irányba elágaznak, amelyeken soha nem tápláló takarmányok serege látható" - írta 1839-ben.
Néhány évtizeddel később, a nagy angol természettudós, Henry Walter Bates, megjegyezve a levágók ágazatát és kegyelmét az 1863-os mesterművében, a The Naturalist on the Amazons River, szintén balesebb képet alkotott - a helyi gazdákról, akik a hangyákat „szörnyűnek tekintik”. kártevő. ”De Bates, a többi megfigyelőhöz hasonlóan, úgy gondolta, hogy a levágók a dugványokat az eső elleni védelemre használják. (Ezeket napernyő hangyáknak is nevezik.) Mérnöknek és öntanult ökológusnak, Thomas Beltnek volt szüksége, hogy végül kitalálják, hogyan használják a leveleket. A nicaraguai bányászati művelet során Belt két fészket vágott ki. Meglepetésére, hogy néhány vágott levél jelet talált. A kamrákat kitöltő, szivacsos barna anyag alapos vizsgálatakor azonban Belt észrevette, hogy apró részekre osztva levéldarabok vannak, kiszáradva barna színűre nőnek, és egy perc alatt fehér gomba által gyengén összekapcsolódtak. . . . ”A levélvágók, Belt 1874-ben írták, „ a valóságban gombatermelők és -evők ”.
Nem sokkal később, William Morton Wheeler, a harvardi hangyák kutatásának dékánja, egész könyvet írt a gombatermelőkről. És Edward O. Wilson, aki később a Wheeler lesz a Harvard legfontosabb hangya-tudósa, a levélvágókat „az összes társadalmi rovar közül a legfejlettebbek közé” nevezte.
A Belt áttöréses megfigyeléseinek jobb megértését célzó kutatók azonban komoly akadályokkal szembesültek, különösen amikor a hangyák növekvő gombáinak azonosítására került sor. A tudósok általában egy gombát sporoforján keresztül azonosítanak, amely növény spóratermelő része. A hangyakertekben azonban a sporoforák ritkán vannak bizonyítékokkal továbbra sem tisztázott okok miatt. "Olyan, mintha a hangyák kasztrálnák a gomba" - magyarázza Schultz. (Lényegében a hangyák dugványok segítségével terjesztik a gombákat.) Mivel nem volt mód a gombafajok azonosítására, a tudósok hiányoztak a történet feléből.
Itt álltak a helyek, amikor Mueller és Schultz az 1980-as évek végén először léptek át a Cornell Egyetemen. Ott összeálltak a gomba-szakemberekkel, Ignacio Chapela-val, akik ma a kaliforniai Berkeley-i Egyetemen dolgoznak, és Stephen Rehnerrel, az Egyesült Államok Mezőgazdasági Minisztériumával, Beltsville-ben, Maryland-ben. Chapela az egyes gombatörzseket előhúzta a hangyakertekből és életben tartotta őket. A molekulagenetikai technikák alkalmazásával Rehner ezután leírta a különbségeket a különféle törzsek között. Schultz összehasonlította ezeket az eredményeket a társult hangyák DNS-elemzésével. 1994-ben a négyes tanulmány publikálta a Science magazinban a gombák és a hangyák kölcsönhatását. „Most már világos - írták -, hogy a gombanövelő viselkedés eredete egy rendkívül ritka esemény, csak egyszer fordult elő a hangyák evolúciós történetében.” A legkifinomultabb attinok, a kutatók feltevése szerint, szaporodtak. egy gombafaj legalább 23 millió évig.
Négy évvel később egy nyomonkövetési jelentésben Mueller, Rehner és Schultz módosította az elfogadott bölcsességet, azzal érvelve, hogy az ágyékgombák gyakran különféle fajokat képviselnek - nem csak egyet haladtak át, amikor királynőket fészketől fészkekig alapítottak. A primitívabb attiinokról a tudósok írták, néha megosztják gombaukat egymással, még távolról rokon hangyafajokkal is - a biológusok által javasolt változat a vetésforgóról. "Megmutathatjuk, hogy a terméskiesés komoly kérdés az életükben" - magyarázza Mueller. „Ugyanazt csinálják, mint amit az emberek csináltak: elmennek a szomszédokhoz pótlást keresni, néha ellopják, néha túllépik és megölik a szomszédokat is. Ezt megmutattuk a laborban. A következő logikus dolog az, hogy vadonban keresi. ”
A tudósok iránti vágya, hogy az antik gombatermesztést hasonlítják az emberi mezõgazdasághoz, kritikákat vonzottak. Naomi Pierce, a hangyák és növények közötti interakciók harvardi szakértője dicséri a terepmunkájukat, de úgy gondolja, hogy a hangyák mezőgazdasági termelőkké válása túlságosan sok dolgot hordozhat. "A baj az, hogy csapdába eshet a metafora" - mondja. A hangyák természetesen nem tudatosan fejlesztették a mezőgazdaságot. Ignacio Chapela szerint az emberi szándék hangra vetítése a hangyákra - elfordíthatja a kutatókat annak okairól, hogy miért csinálják a hangyák azt, amit csinálnak.
Míg Mueller és Schultz a hangyák gombával való kapcsolatán dolgoztak, a torontói egyetemi biológusok egy csoportja észrevette - és azon töprengett -, hogy tartós kertekben tartósan megsemmisítő, Escovopsis nevű penész található. Megkérdezték, hogy lehet, hogy ez az erős parazita nem rendszeresen túllépte az ágyék fészkét? Figyelembe véve egy fehér port a hangya hangyák alján, végül azonosították azt az antibiotikumokat kiválasztó baktériumtípus, a Streptomyces . Az antibiotikumok nem tartották az Escovopsis- t. Ennél is fontosabb, hogy hosszú ideig ezt tették, anélkül, hogy az Escovopsis teljesen ellenállóvá válna.
Lehet, hogy létezik egyfajta „szakaszos fegyververseny” - mondja Cameron Currie, a torontói kutatók egyik (jelenleg a Kansasi Egyetemen), amelyben az attine antibiotikumok folyamatosan alkalmazkodnak az Escovopsis-ban felépített ellenálláshoz. A parazitát nem törölték meg teljesen, de a fészket sem mocsarasítja. Currie most megpróbálja meghatározni, mennyi ideig zajlott ez a kémiai kereszttűz.
A hangyák és a gombák közötti szimbiózis tankönyvéből hirtelen kiderült, hogy négy fő szereplő van - vagy öt, ha számoljuk a baktériumok által termelt antibiotikumokat. Amikor ezek az antibiotikumok nem csinálják meg a trükköt, a hangyák megsemmisítik a fertőzött gombadarabokat, és távol tartják őket a fészktől.
Az esőerdőkben a hajnal még nem tört meg; Az éjszakai Blepharidatta hangyák, az attinok közeli hozzátartozói, még mindig dolgoznak, és apró gabonamagvakat szállítják, amelyeket Mueller az előző éjszaka elterjedt. A csali lehetővé tette, hogy Mueller nyomon kövesse a Blepharidattát a fészekbe. Mivel a Blepharidatta-t, amely nem növekszik gombaben, megfigyelték, hogy körülbelül egy darab szabadon élő gombát tartalmaz, Mueller azt gyanítja, hogy ők maguk is a termesztés szélén vannak. Muellert különösen érdekli azok a kísérletek, amelyek során a Blepharidatta a gombacsomókat közelebb helyezi fészkeikhez. "Valami nagyon mélyet keresünk az evolúciós múltban" - mondja Mueller. Ezekben az erdőkben néhány hangya elkezdett társulni a gombafélékhez. És ez az átmenet ugyanaz az átmenet, mint az emberek. ”
Mueller bekapcsol egy fényszórót. "Megpróbáljuk nyomon követni a dolgokat, de természetesen nem találjuk itt az" őnt "- magyarázza. "Amit keresünk, egy olyan faj, amely megőrizte az ősöket jellemző tulajdonságok egy részét." Nem különbözik ellentétben azzal, ahogyan a nyelvészek az elszigetelt népeket látogatják meg, hogy megvizsgálják, hogyan változtak a beszédminták. „Ez valami hasonló ahhoz, amit itt csinálunk, amikor megvizsgáljuk, hogy a legeredetibb viselkedés miként hozhatott volna kifinomultabb viselkedést.” Más szóval, az evolúció kevésbé szépen játszik, mint azok a tiszta vonalak, amelyeket a középiskolából emlékszel. mint egy film, amelyben a szekvenciák megismételhetők, változatlanok maradhatnak, vagy akár visszafelé is futhatnak egyfajta ellentétes irányban.
Mueller nadrágja izzadsággal és sárral csíkos, a nyakát és a karjait lángoló szemcsék és fülük közelében szúnyogok zümmögnek. "Kicsit rendellenesek vagyunk a megszállottságunkban" - ismeri be. „Tényleg a szélsőségekben vagyunk. Ki más izzadna az erdőben, hogy megtalálja ezeket a hülye hangyákat! ”
Gyerekként Mueller azt mondja, hogy „nem érdekelte a hibákat”. Valószínűleg az volt az oka, hogy apját, a Bayer vegyipari cég botanikusát, egy titokzatos trópusi betegség sújtotta, amelyet Ulrich idején El Salvadorban végzett expedíción kötöttek meg. mindössze 4 éves. Mueller 9 éves volt, amikor apja meghalt a betegségben. Az orvosi iskolából való kimaradás után elolvasta Edward O. Wilson ellentmondásos szociobiológiájú könyvet (arra törekszik, hogy valamennyi állat viselkedését - a hangyáktól az emberekig - összekapcsolják egy nagy szintézissel). Azonnal tudta, hogy mit akar tenni az életével, hogy „evolúciós megközelítést alkalmazzon az állati viselkedés, a társadalmi viselkedés, majd az emberi viselkedés megértésére”.
Schultz szintén Wilson által befolyásolt körkörös úton jutott a hangyákhoz. Egy kis, kékgalléros városban, Chicagótól délre nevelve, a szülők fiaként, akik nem jártak egyetemre, Schultz szigorúan evangélikus iskolába járt. Ott az egyik tanára megpróbálta meggyőzni őt arról, hogy „Isten csak a dinoszaurusz csontokat temették el a földbe, hogy megvizsgálja a hitünket”.
Az 1970-es évek elején, amikor elhagyta a Chicagói Egyetemet, és San Franciscóba nyugatra sodródott, Schultz egy sor munkát - fogtechnikus, vízágy-kárpitozó és nyomtató - tartott, mielőtt megkísérelte a paranormális jelenségeket ( „Blobák az űrből” és „Furcsább, mint a tudomány”). Egy reggel munkába állva Schultz, akkoriban harmincas éveiben elkezdett olvasni Wilson Rovartársaságait . A hangyák akkor vonzták őt, mert az „esztétikai vonzeretet” és a megköthetőséget ötvözték. „Nagyon sok mindent üldöztem, ami csodával töltött be” - emlékszik vissza Schultz. "De szükségem van egy kritériumra, hogy kitaláljam nem csak azokat a dolgokat, amelyek látszólag tele vannak csodával, hanem azokat a dolgokat is, amelyek látszólag tele vannak csodával és valósak ."
Bár tucatnyi hangya tucatnyi fajból mozog a vastag leveles almon keresztül, Schultz egy adott magányos hangyán helyezkedik el, amely egy darab vadgombát levágott, és a zsákmányt rönkön húzza, és a teher alatt gurul. - Hé, ezt látnod kell! - kiáltja Schultz Mueller felé. Ez egy Trachymyrmex, a származtatottabb vagy „magasabb” attinok között.
Schultz izgatott. És meglepett. Bár olvasta az attinokról, amelyek vadon élő gombákat helyeznek be fészkeikbe, még soha nem látta, hogy valójában csinálják. És miért tennék? Egy inkompatibilis gomba bejuttatása megzavarhatja, sőt el is pusztíthatja az egész hangyakertet. Mi történik itt?
"Ez egy rejtvény" - mondja Schultz. „Azt várnám, hogy a hangyák nagyon válogatnak attól, hogy mit hoznak be a fészekbe, és valamiféle szenzoros elfogultsággal rendelkezzenek, amely elfogadja a„ jó ”gombákat és elutasítja az összes„ rosszat ”.” Mueller megjegyzi, hogy sok növény hangyákhoz használ továbbra is tisztázatlan, hogy a hangyák gyakorolják-e azt a választást, hogy mit vesznek fel, vagy csak a növényi szekréció csábítására reagálnak.
Schultz pozitív szépségűnek tűnik, annak ellenére, hogy a hangya és gombája sok olyan dolgot fejjel lefelé fordíthat, amelyet ő és kollégái írtak, nem is beszélve a feltételezéseik nagy részének kihívásáról. "Lehet, hogy nem az, hogy a hangya megtalálta a gombát" - javasolja Mueller komoran mosolyogva. "Talán az, hogy a gomba megtalálta a hangyát."
Schultz és Mueller egyaránt hittek a gombás megszállottságú munkatársaiknak azért, hogy arra ösztönözzék őket, hogy a gombák annyira profitálnak a hangyákkal való kapcsolatából, mint a hangyák a gombákból. A hangyák által hordozva, az általuk védett és óriási kertekben gondozott gombaklónok reprodukciós képességgel rendelkeznek, messze meghaladják azt, amit nem szándékoztak elérni. Végül is a szabadon élő gombák gyakran csak egy apró levélszemcsén léteznek, amelyek csak egyszer vagy kétszer szaporodnak, mielőtt elhaltak. A fészekben a gomba Stephen Rehner szerint "halhatatlanná válik bármely vad rokonukkal összehasonlítva".
Lehetséges, hogy a gombák olyan trükköket fejlesztettek ki, hogy becsapják a hangyákat a mozgatásba és a betakarításba. A gombák felszínén lévő váladékok úgy működhetnek, mint az elme-megváltoztató gyógyszerek, és a hangyákat a gombák szolgálatához hajlik. „Azt hiszem, a többi gombák folyamatosan megpróbálják megtörni a kémiai kódokat, amelyek segítenek a hangyáknak a kerti gombák felismerésében, mondván:„ Hé, én ízlésem és illatom jó! Nem tudsz ellenállni nekem. Vedd fel, és vigyél haza. '' Spekulál Schultz. "Ne becsülje alá a gomba erejét" - jegyezte meg Mueller.
Valóban, már másnap délután Schultz visszatér egy kirándulásról, lenyűgöző bizonyítékokkal erről a hatalomról. Feljött egy hatalmas fekete hangyára, amelyet helyileg bala néven ismertek - heves, erős szúrással -, amely a cserje ágának teteje köré szorult. Merev és halott volt. A hangya fejének hátsó részéből egy barna sporofor borzasztóan kinyúlik, mintha az Alien film rovar változatában lenne. A gomba megfertőzte a hangya testét, benne nőtt és fogyasztotta azt. Aztán valami még felfedezésre váró katalizátoron keresztül a gomba nyilvánvalóan arra késztette a hangyát, hogy mászjon egy ág tetejére, ahol spóráinak maximális előnye lehet. Ott egy sporofor csúszott át a hangya fején, és felszabadította spóráit.
Az útvonal mentén és az erdőben Schultz gyülekezik, ingét és nadrágja zsebét tele van alkohollal töltött üveggel. Megáll egy rönk mellett, és rúgja le annak kéregét. Fél tucat Acromyrmex -et szárítanak, amelyek levágók, amelyek gyakran fészket építnek rönkbe. A riasztó rovarok alatt barnás és barnásgomba gomba zavarodik. "Meg fog lepődni, hogy hány gombakert van az erdőben" - mondja Schultz. "Mindenhol vannak."
A domboldalon át a térben térdelve egy apró por színű lényt kószál egy hullámzó, túlméretes fejjel. Ez egy Cyphomyrmex, az attinok közül a legkevésbé tanulmányozott között. Schultz lehajol ezen veszedelemnél nem nagyobb lény felett, és figyelmesen megfigyel.
Az Amazonasban végzett terepmunka sokkal zavaróbb, mint a hangyahullák genetikai elemzése, a Schultz légkondicionált laboratóriumának kényelmében, Washington DC-ben. De ez az egyetlen módja annak, hogy „megtapasztaljuk a valódi, szűrt biológiát”. „Ez a bonyolultság szinte garantált, hogy valami olyanjal jutalmazza meg, amire nem számítottál.” Talán a Cyphomyrmex feladja egy olyan kis darabot a puzzle-ból, amelyet Schultz és Mueller karrierjüknek szenteltek az összerakáshoz. A kozmosz egyik legnagyobb kérdésének megválaszolásakor Schultz azt mondja, hogy amikor a hangya kanyargós járását tanulmányozza, az a legjobb, ha „kicsi gondolkodni”. Ez nagyszerű, ha itt vagyok. A kicsi gondolkodás mindenféle lehetőséget nyit meg. ”
