Kad su ljudi počeli poljoprivrediti prije nekih 12 000 godina, zauvijek su promijenili budućnost naše vrste. Naši preci bili su ekološki pioniri, otkrivali su i uzgajali najvrjednije usjeve, povećavali ih tako da nahrane cijele zajednice i preobraže divlje usjeve tako temeljno da su postali ovisni o ljudima za svoj opstanak. Zemljoradništvo je, prema riječima Geografskog projekta National Geographic -a, "sijalo sjeme modernog doba."
Povezani sadržaj
- Proučavanje mrava "Nosovi" moglo bi dovesti do boljih repelenata
- Kako su ljudi pomogli da mravi napadnu svijet
- Jesu li Mravi bili prvi farmeri na svijetu?
Ali ljudi su zakasnili na igru. U vrijeme kada su naši preci pokrenuli neolitičku revoluciju koja se mijenjala u svijetu, mravi su već 60 milijuna godina uzgajali gljive u prašumama Južne Amerike. Ti su čarobnjaci za poljoprivredu koristili sofisticirane tehnike koje nam se suprotstavljaju - uključujući domaće usjeve koji su danas nepoznati po prirodi i također nisu u stanju preživjeti bez svojih kultivara.
Sada su Smithsonski istraživači precizirali kada su - a možda i zašto - mravi razvili ove izvanredne tehnike uzgoja. Stvaranjem evolucijskog stabla mrava koji uzgajaju gljive, oni izvještavaju da je revolucija u mravinjaku možda bila potaknuta dramatičnim promjenama klime prije nekih 30 milijuna godina. Štoviše, sustavi poljodjelstva koji su nastali iz te revolucije možda i danas imaju nekoliko pouka za ljude.
Danas je poznato da se u Americi i na Karibima oko 240 vrsta atinskih mrava - listopadi među njima - uzgajaju gljivice. Njihovi podzemni usjevi potpomažu kompleksna poljoprivredna društva koja su ne samo održiva i učinkovita, već i otporna na bolesti i štetočine. Ove smanjene poljoprivrednike ujedinjuje zajednička strategija: Oni se hrane za djeliće vegetacije, ali ga ne jedu. Umjesto toga, oni ga koriste za prehranu svojih dragocjenih gljiva, koje uzgajaju u industrijskom obimu.
U tim su slučajevima gljive potpuno izolirane u podzemnim vrtovima, često smještenim u suhim, negostoljubivim staništima gdje njihova divlja rodbina ne može preživjeti. Niti mogu pobjeći, što znači da se divlje i domaće gljivice ne mogu okupiti i zamijeniti gene. Kao rezultat ove izolacije, pripitomljene gljive razvile su se u potpunom suodnosu sa svojim mravinjacima. Mravi se sa svoje strane toliko oslanjaju na svoj usjev da, kada kraljičina kći osniva novu koloniju, uzima sa sobom komadić majčinog vrta kako bi započeo svoj vlastiti.
„Gljive koje uzgajaju nikada se ne nalaze u divljini, već sada potpuno ovise o mravima“, objašnjava entomolog Ted Schultz, kustos mrava u Nacionalnom muzeju prirodne povijesti Smithsonian. "To je poput mnogih naših usjeva. Kultiviramo stvari koje su toliko izmijenjene da postoje u oblicima koje više ne možemo naći u divljini. "
U studiji objavljenoj 12. travnja u časopisu Proceedings of the Royal Society B, Schultz i njegovi kolege koristili su nove genomske alate kako bi otkrili korijene ovog neobičnog uređenja. Schultz i njegov tim stvorili su evolucijsko obiteljsko stablo mrava koje se bave gljivicom, prisluškujući zalihe genetskih podataka za 78 vrsta mrava koje uzgajaju gljivice i 41 vrstu mravinjaka koji nisu poljoprivredni. Najviše je sakupio sam Schultz tijekom desetljeća na terenu.
Istraživači su koristili ovaj genetski zapis - koji je uključivao sekvence DNK-a od preko 1500 mjesta genoma za svaku vrstu - kako bi rasuli unatrag od živih vrsta i identificirali zajedničke pretke današnjih rodova mrava. Oni su genetičke podatke potkrijepili s nekoliko ključnih fosila mrava koji su korišteni kako bi se pomoglo u kalibraciji datuma za promjene koje su pronašli u njihovoj DNK analizi.
Uz pomoć ovih podataka, Schultz je uspio razotkriti kada su ove mravlje vrste napravile ključni evolucijski napredak za napredniju poljoprivredu - kao i smisliti teoriju zašto.
Ted Schultz, kustos mrava iz Smithsonianovog Nacionalnog prirodoslovnog muzeja, drži laboratorijsko gnijezdo niže mravlje u rastućem gljivu, dok stoji pored laboratorijskog gnijezda viših mrava koji sijeku listove koji raste. (JamesDiLoreto / Smithsonian) Podaci DNK sugeriraju da se ovaj skok poklopio s dramatičnim promjenama u drevnoj klimi. Čini se da su mravi razvili svoj napredni sustav uzgoja negdje nakon što je globalni događaj hlađenja počeo spuštati temperature širom svijeta prije oko 35 milijuna godina. Rezultirajući prelazak s vlažnih kišnih šuma predaka lovaca i sakupljača na sušenije okruženje, pišu istraživači, možda je potaknulo poljoprivrednu inovaciju jer su mravi održavali kontrolirane uvjete kako bi njihovi vrtovi gljiva bili u porastu.
"Izgleda kao da je predak viših, gljivičnih mrava bio da živi u suhom ili sezonski suhom staništu", kaže Schultz. "Dakle, ako mravi uzgajaju vlažne gljive koje vole stanište, i uklanjaju ih na suho stanište, to je poput ljudi koji uzimaju jedno od svojih domobrana izvan svog izvornog područja."
"Općenito, kada pripitomljavamo stvari, izoliramo ih u parcele i skupljamo sjeme od onih koje volimo najbolje i nastavimo saditi to sjeme", nastavlja on. "Ako imate gljivicu čiji rođaci svi žive u vlažnoj šumi i odnesete je na suho stanište, ona više ne može pobjeći ... Vremenom, izolirana stotinama tisuća ili milijuna godina, to je prilično dobro prilika za pripitomljavanje. "
Ali gljivice nisu bile samo kroz transformaciju. U isto vrijeme, mravinja loza počela se znatno diverzificirati. Njihovi genomi su se premjestili tijekom prelaska sa lovnog nakupljanja na poljoprivredu i opet kad su usvojeni viši oblici uzgoja gljiva. Schultz i njegove kolege primijetili su u prethodnim istraživanjima da su mravi vjerovatno izgubili sposobnost stvaranja ključne aminokiseline, arginina, jer su u gljivicama imali spreman izvor - i sada su postali ovisni o tom izvoru.
Mikolozi koji proučavaju isti sustav mogu ga smatrati kao one u kojem su gljivice koristile mrave, a ne obrnuto. "Možda grozno zvuči za gljivice, ali i to u njihovu korist. Zadržavaju se sve njihove potrebe ", kaže Diana Six, entomolog sa Sveučilišta u Montani. "Mislim da gljive također manipuliraju situacijom."
Šest, koji nije bio uključen u studiju, dodaje da su Schultz i njegovi kolege mogli razdvojiti složenu evolucijsku priču koja nije podržala mnoge prethodne pretpostavke - naime, da bi evolucija gljiva koja voli vlagu bila vođena pritiscima u vlažnim prašumama gdje su živjeli. "Ideja da s tim simbiozama mora postojati nešto što nameće tu specifičnost i da je ta izolacija dovela do te ekstremne ovisnosti ... To stvarno ima puno smisla", kaže Six. "Ali ljudima je potrebno da malo razmisle kako bi pronašli takve odgovore."
Napredna poljoprivreda mrava, kao što možete očekivati, razlikuje se od ljudskih napora na nekoliko očiglednih načina (manje traktora, za jedan). Ipak Schultz vjeruje da možemo naučiti stvar ili dvije iz promatranja kako jedna od rijetkih ostalih poljodjelskih vrsta - uključujući termite, bube i pčele - njeguje svoje usjeve.
Na primjer: Kao i neki industrijski poljoprivrednici, mravi koji rastu gljive uzgajaju jednu vrstu usjeva. Međutim, to uspijevaju bez podleganja neprijateljima poput bolesti ili štetočina koji prijete ljudskim usjevima kada izgube genetsku raznolikost. Mravi postižu ovaj nevjerojatan podvig držeći svoje podzemne vrtne prostorije besprijekornim da ograničavaju mogućnost bolesti i proizvodeći prirodni antibiotik koji djeluje kao pesticid, boreći se protiv parazitske gljivice koja prijeti njihovom izvoru hrane.
Ove strategije učinkovito kontroliraju patogene ali ih ne ukidaju kao što to obično čine ljudi, ponekad i bez smisla. Umjesto toga, mravi su postigli održivu ravnotežu koju bi ljudi dobro primijetili, kaže Schultz.
"Uzgajaju monokulturu, ali postoje sve vrste bakterija i drugih mikroba koji bi mogli biti dobroćudni ili čak korisni", kaže Schultz. "To je poput malog ekosustava koji uzgajaju." Slično, u ljudskoj poljoprivredi "kad uzgajamo usjev, ne uzgajamo samo nešto poput kukuruza", dodaje. "Također uzgajamo sve te mikrobe u tlu i vjerojatno postoji optimalna ekološka mješavina mikroba koja je najbolja za zdravo tlo i zdrav kukuruz."
Mjesto mravinjaka u širem lokalnom ekosustavu također može održati nekoliko predavanja za ljudske poljoprivrednike, napominje Schultz. Zamislite koloniju listova kao jedan veliki pašnjak, koji kombinira težinu sličan je težini krave i može konzumirati slične količine lokalne vegetacije u sličnom razdoblju.
"Zašto jednostavno ne uklone svu vegetaciju na nekom području i moraju se preseliti?", Pita on. Jedan od razloga je to što se lokalna vegetacija također razvijala sinkronizirano s kolonijama. Stablo koje mravi ispašu na smrt može početi ispuštati toksin zbog čega njegovo lišće nije osjetljivo na gljivice mrava, zbog čega se kreću dalje kako bi se stablo moglo regenerirati.
"Oni to ne rade namjerno; nije kao da svjesno odabiru da ne unište stablo ", dodaje." Ali cijeli lokalni ekosustav i svi organizmi u njemu su evoluirali u neku vrstu stabilnog stanja, koje proizvodi ovakvu održivu poljoprivredu. " najmanji među nama, čini se, mogu se pojaviti veće lekcije.
