Uprawiały rolę na długo przed przybyciem ludzi

Kolonie mrówek zaczęły uprawiać grzyby 66 milionów lat temu, gdy w powierzchnię Ziemi uderzyła asteroida – uważają naukowcy. Mrówki są więc rolnikami znacznie dłużej niż istnieje gatunek ludzki.

Moglibyśmy się wiele nauczyć z rolniczych osiągnięć tych owadów

.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).

Kolonie mrówek stworzyły pierwszych farmerów

.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. Kolonie mrówek 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.

„Kolonie mrówek 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.

Społeczeństwa zwierząt?

.W społeczeństwach wielu zwierząt najważniejszą rolę odgrywają samice i często idzie to w parze z ich czołową pozycją w hierarchii dominacji. Zjawisko to, określane czasami jako ginekokracja (rządy kobiet), występuje między innymi w grupach społecznych szympansów bonobo, gatunku bardzo blisko spokrewnionego z człowiekiem. Samce i samice mają oddzielne hierarchie dominacji, lecz samica alfa zawsze dominuje nad samcem alfa i żaden samiec nie ma najmniejszych szans na osiągnięcie wysokiej pozycji w grupie, jeśli nie jest synem wysoko postawionej matki. Dominującą rolę samic i dziedziczenie statusu społecznego matki przez jej potomstwo można zaobserwować również w grupach społecznych pawianów oliwkowych oraz krokut (hien) cętkowanych. Nawet w przypadku, gdy dominacja samic w grupie nie jest wyrażona w tak jednoznaczny sposób, samice decydują o wielu kluczowych sprawach. Na przykład w grupach społecznych dżelady brunatnej samice są w stanie przeciwstawić się wspólnie dominującemu samcowi, a jeśli grupę próbuje przejąć inny samiec, to one decydują, którego z samców poprą. Także dla walczących o dominację samców szympansa zwyczajnego niezwykle ważne jest wsparcie samic, którego aktywnie poszukują.

Osobniki stare nie są jedynie ciężarem dla swojej grupy społecznej. Wręcz przeciwnie, często są jej cennym elementem z uwagi na doświadczenie i wiedzę, którą przekazują osobnikom młodszym. U wielu ssaków (słonie, orki) to najstarsze samice są przewodniczkami w czasie migracji i nauczycielkami skutecznych zachowań. U starych mrówek obserwuje się osłabienie precyzji percepcji zmysłowej w związku ze ścieraniem się powierzchni ich narządów gębowych. W związku z tym starsze wiekiem zbieraczki znoszą do gniazda wiele całkowicie bezużytecznych przedmiotów, które następnie inne mrówki muszą pracowicie wynosić z niego z powrotem. Stare mrówki określa się więc czasem jako „kastę spisaną na straty”. Ale może właśnie dlatego, że są „spisane na straty”, stare robotnice, które stają się bardziej wojownicze i bardziej skłonne do podejmowania ryzyka, pełnią w kolonii niesłychanie ważną funkcję zwiadowczyń i żołnierzy w wojnach z innymi mrówkami. Słynni badacze tych owadów, Bert Hölldobler i Edward O. Wilson, określili nawet, jaka jest zasadnicza różnica pomiędzy mrówkami i ludźmi: „Podczas gdy my wysyłamy na wojnę naszych młodych mężczyzn, mrówki wysyłają na nią swoje starsze panie”. W koloniach pospolitej rudej mrówki leśnej, mrówki ćmawej, stare robotnice, tak zwane weteranki, magazynują też w swoich mózgach w czasie zimy informacje o lokalizacji skupisk mszyc, owadów, których słodkie wydzieliny stanowią dla tych mrówek najważniejsze źródło pokarmu. Na wiosnę weteranki prowadzą tam młode robotnice, tak zwane nowicjuszki, by mogły bronić tych miejsc przed konkurentkami z innych kolonii. Dzięki temu w kolonii wytwarzają się tak zwane tradycje topograficzne. Jak więc widać, pozagenetyczny, kulturowy przekaz informacji występuje nie tylko u człowieka i nawet nie tylko u kręgowców: można go odnaleźć także u mrówek.

PAP/WszystkocoNajważniejsze/MB