Ученые выяснили, что муравьи занялись фермерством после удара астероида

Американские энтомологи смогли точно определить, когда муравьи начали заниматься сельским хозяйством и выращивать грибы. Генетические исследования показали, что это произошло 66 миллионов лет назад, сразу после того, как астероид погубил динозавров. Результаты исследования опубликованы в журнале Science.

Сельское хозяйство, или фермерство, — это не только деятельность людей, но и занятие, которое присуще более чем 20 видам животных, включая муравьев, термитов и некоторые виды жуков. Способность муравьев заниматься сельским хозяйством уже давно вызывает интерес у ученых, и одним из нерешенных вопросов остается время, когда эти животные впервые начали заниматься земледелием.

В 2017 году группа исследователей пришла к выводу, что муравьи, известные как грибководы и листорезы Attini, научились выращивать грибы около 30 миллионов лет назад. Однако новое исследование, проведенное учёными из Национального музея естественной истории США, дало совершенно иную и более древнюю оценку этого процесса.

Автор работы, энтомолог Тед Шульц, посвятил 35 лет изучению эволюционных связей между муравьями и грибами. Он совершил более 30 экспедиций по Центральной и Южной Америке, чтобы описать их взаимодействие. В результате были собраны тысячи генетических образцов как муравьев, так и грибов.

Оказалось, что в Новом Свете существует 247 видов муравьев, которые занимаются сельским хозяйством. Их стратегии выращивания грибов можно условно разделить на четыре типа. Наиболее развитыми из них являются муравьи-листорезы, которые срезают свежую листву и кормят ею грибы. Питательные структуры грибов, называемые гонгилидиями, служат пищей для многомиллионных колоний муравьев.

Ученые собрали и проанализировали генетический материал 475 видов грибов, 288 из которых культивируются муравьями, и 276 видов муравьев, 208 из которых тоже выращивают грибы. Так была создана крупнейшая в истории генетическая база данных этих организмов.

С помощью этой базы данных ученые смогли построить филогенетические древа обеих групп. Сравнивая древа диких видов грибов с теми, что культивируются муравьями, исследователи смогли определить, когда муравьи начали выращивать грибы. Это произошло примерно 66 миллионов лет назад, в конце мелового периода, когда в результате столкновения Земли с астероидом, который образовал знаменитый кратер Чиксулуб в Мексике, на планете вымерло более 60% всех видов животных, включая нелетающих динозавров, а также половина видов растений.

Но поскольку на Земле стало много гниющей органики, этот период стал эпохой процветания для грибов.

«Случаи вымирания могут оказаться настоящей трагедией для большинства организмов, но могут нести пользу для других. В конце мела динозаврам было не сладко, но грибы испытали расцвет», — энтомолог Тед Шульц

В то время многие грибы получили широкое распространение, питаясь гниющими опавшими листьями. Это способствовало их взаимодействию с муравьями, которые начали активно их выращивать.

Помимо кратера Чиксулуб, ещё одним очевидным доказательством произошедшей катастрофы является так называемая мел-палеогеновая граница (граница K-Pg), геологическая структура, обнаруженная в разных частях света.

«Эти результаты показывают, что муравьиное сельское хозяйство возникло одновременно или почти одновременно вблизи мел-палеогеновой границы, когда с Землей столкнулся болид, вызвавший продолжавшиеся дни и недели пожары, выключивший фотосинтез на много месяцев, во время чего распространились грибы и произошло массовое вымирание», — говорится в исследовании.

Как пояснил Шульц, муравьи одомашнили грибы таким же образом, как люди одомашнили зерновые культуры.

Ученый также признался, что он и его коллеги были поражены тем, как много им удалось узнать о том, как крупные муравьи научились выращивать высшие грибы.