Niezwykła koewolucja mrówek i grzybów

Wkrótce po wyginięciu dinozaurów grupa mrówek z Ameryki Południowej zajęła się uprawą grzybów. Badania genetyczne grzybów i mrówek dowodzą niezwykle długiej historii rozwoju wzajemnej adaptacji. Przez miliony lat mrówki wypracowały takie metody uprawy grzybów, które przewyższają wydajnością ludzkie rolnictwo.

Podczas procesu adaptacji grzyby i mrówki wymieniały się genami, dzięki czemu teraz mogliśmy prześledzić, jak proces przebiegał.

Z artykułu opublikowanego w Nature Communications dowiadujemy się, że przed 60-55 milionami lat mrówki z rodzaju Attini porzuciły łowiecko-zbieracki tryb życia i zajęły się uprawą grzybów, które rosły na rozkładających się roślinach. Wolno rosnące grzyby mogły zapewnić pożywienie niewielkim koloniom mrówek. Był to jednak pierwszy, istotny krok w kierunku bardziej wydajnej uprawy i większych kolonii. Mrówki straciły wiele genów, gdy poświęciły się uprawie grzybów - mówi profesor Jacobus Boomsma z Uniwersytetu w Kopenhadze i Smithsonian Tropical Research Institute. Z jednej strony mrówki uzależniły swój byt od grzybów, z drugiej zaś grzyby - produkując więcej bardziej pożywnych owocników - zwiększyły szanse na przetrwanie. Doprowadziło to do całej kaskady zmian ewolucyjnych, jakich nie można porównać ze zmianami u żadnych innych zwierząt - dodaje uczony.

Badania wykazały, że przed około 25 milionami lat jedna z linii mrówek zaczęła uprawiać grzyby, których owocniki miały formę niewielkich bogatych w białka kul. Były one bardziej pożywne, dzięki czemu możliwe było rozrośnięcie się kolonii mrówek i dalszego zacieśniania współpracy pomiędzy nimi a grzybami. W efekcie tego procesu przed 15 milionami lat pojawiły się współczesne mrówki z rodzajów Atta i Acromyrmex, czyli tzw. leafcutter ants. Mrówki te codziennie zajmują się swoimi grzybami, dostarczają im świeżą materię organiczną. W ten sposób dysponują w pełni udomowionymi gatunkami grzybów, które uprawiają na skalę przemysłową, dzięki czemu kolonie mrówek mogą liczyć miliony osobników.

Udomowienie grzybów miało swoje konsekwencje. W przeciwieństwie do swoich przodków czy do gatunków dziko żyjących, grzyby uprawiane przez mrówki utraciły zdolność do rozkładania ligniny, przez co są całkowicie zależne od roślin zielonych dostarczanych przez mrówki. Zamiast tego, grzyby wytwarzają atrakcyjne dla mrówek zarodniki zawierające proteiny niezbędne uprawiającym je zwierzętom. U mrówek zaś pojawiły się enzymy, dzięki którym łatwo trawią wysoko wydajne grzyby, jednak nie mogą jeść niczego innego. Po milionach lat ewolucji mrówki i grzyby są całkowicie od siebie zależne. Stały się dominującymi roślinożercami lasów tropikalnych. Profesor Boomsma, porównując osiągnięcia mrówek z ludzkimi mówi, że to tak, jakby człowiekowi udało się wyhodować superpożywienie, roślinę zawierającą wszystkie potrzebne składniki odżywcze, odporną przy tym na choroby, szkodniki oraz susze i uprawiać ją na skalę przemysłową.

mrówka grzyb ewolucja dinozaur