Ispod krošnja kišne šume slaba grmlja iz insekata prelazi u periodične crescendose dok listovi boje ružičaste i mandarinske boje veći od tanjura za večeru spuštaju se s grana iznad. Oskudne makave i žuti ribani tucani objavljuju vrtoglave pozive. Majmuni kapucini spuštaju detrit s drveća na četvoricu biologa koji se probijaju niz dionicu amazonske kišne šume, samo nekoliko sati vožnje sjeverno od Manausa, u Brazilu. Unutar ovog ogromnog traktata džungle, koji neprekidno prolazi stotinama kilometara do venecuelanske granice, oni traže tragove da objasne izvanredni evolutivni događaj.
Povezani sadržaj
- EO Wilson poziva sutrašnje znanstvenike da potraže neotkriveno bogatstvo Zemlje
Negdje u blizini ovog mjesta prije 50 milijuna godina, nakon što su dinosaurusi nestali, određene vrste mrava počele su uzgajati i jesti gljivice. Od svih životinja na zemlji, samo ti mravi, nekoliko vrsta buba i termita - i naravno ljudska bića - uzgajaju vlastitu hranu. Nekako, ovo novo pleme mrava, Atina, prešlo je - u antropomorfnom smislu - od lovaca-sakupljača do poljoprivrednika. Kako i zašto su to učinili ostaje mučna misterija.
Ted Schultz, entomolog istraživanja iz Nacionalnog prirodoslovnog muzeja Instituta Smithsonian, kleči od intenziteta molioca na ulazu u gnijezdo mrava. Ima krpu od tamno crne kose i očiju koje podsjećaju na velike ugljene kugle iza debelih leća. Predmet njegovog zanimanja je gnijezdo lešinara, najzapaženijeg od atinskih mrava.
Dvadeset stopa do obližnjeg stabla trube, mravi su se postavljali na svježe izraslo lišće, otvaraju se mandibule i urezaju elegantne polumjesece. Ukrcavaju ove reznice, koje teže i do deset puta više nego inače, preko leđa i krenu prema kući, strujeći natrag niz stablo u valovitoj liniji, za razliku od gomile napasnih pokretača klavira. S malo udaljenosti mravi, koji nose elegantne neonsko-zelene kape, izgledaju kao da plešu.
Ostali potoci listača protječu iz sjene preko krhkog, umirućeg lišća, na čistinu pješčanog tla od vermiliona oko kratera u prljavštini. Oni se kreću pored većih mrava sa ogromnim mandibulama koji su bdijeli u blizini ulaza u gnijezdo, izmičući se dugim, zavojitim podzemnim kanalima, koji se otvaraju na tisuće komora koje se šire prema dolje i van kroz čvrstu nečistoću.
Milijuni mrava na području veličine male spavaće sobe ispunjavaju gnijezda. Jednom unutar komore, listopadi bacaju svoje terete. Preuzimaju sitni vrtlarski mravi. Oni čiste, obrezuju i usitnjavaju rubove listova, razmazuju vlastiti sekret na njima i hrapave površine. Na ove komade lišća koje poredaju u uredne redove mravi zatim stavljaju komadiće domaće gljive.
Schultz i njegov bliski suradnik Ulrich Mueller, ekološki bihejvioralni ekolog sa Sveučilišta u Teksasu u Austinu, vjeruju da je sposobnost sjekača i uzgoja gljivica slična ljudskoj poljoprivredi. Oni čak sugeriraju da ljudi imaju što naučiti od mrava, ukazujući na nedavno otkriće da atini koriste antibiotike za kontrolu bolesti u vrtovima gljivica. "Jeste li ikada pokušali dulje od nekoliko sekundi držati išta u tropima bez štetočina?" Kaže Schultz. „Ovo je nevjerojatno postignuće.“ Možda će, sugerira on, pažljivo proučavanje mrava pružiti ljudima način da se bore protiv bolesti ili da se održi na poljoprivrednom gospodarstvu. "Ovi mravi imaju pozitivan povratni sustav - 50 milijuna godina održive poljoprivrede", kaže Schultz.
Čini se da je ovaj izvanredni zapis osobito snažan ovdje u kiši šume. Tijekom vožnje prema sjeveru, na novoj autocesti od 1.000 kilometara koja vodi od Manausa do Caracasa, vidljiv je obrazac riblje kosti i kostiju koji odstranjuje velike dijelove Amazonije, a novi putevi koji se bacaju na nečistoću odležu u svakom smjeru. Suprotno tome, "lisičari ne izvrću stvari", primjećuje Schultz. „Mogli biste zamisliti puno scenarija gdje mravi gnijezde u tim šumama postaju sve veći i veći, gdje bi ovu poljoprivredu odveli do točke u kojoj bi preokrenuli cijeli sustav. Ali to ne čine. "
Schultz i Mueller vratili su se u Amazonu kako bi pokušali dokučiti kako je prvi mrav - majka svih vrtlarskih mrava - počeo uzgajati hranu svoje kolonije. Kako je izgledala? Kako se ponašala? I kako je, za ime svijeta, uspjela tako važnu transformaciju?
Ljudi su stoljećima zaintrigirali lisnato mrave. Popol Vuh, drevna majska kronika, slavila je njihovu inteligenciju i komunikacijske vještine. Charles Darwin, prvi put kada je posjetio brazilsku tropsku šumu, zadivljen je njihovom sveprisutnošću i marljivošću. "Dobro probijene staze odvajaju se u svakom smjeru, na kojima se može vidjeti vojska nepokretnih krmiva", napisao je 1839.
Nekoliko desetljeća kasnije, veliki engleski prirodoslovac Henry Walter Bates, primijetivši industriju i gracioznost ureza u svom majstorskom djelu "Naturalist on the River Amazons " iz 1863. godine, zabilježio je i nevjerojatniji pogled - onaj lokalnih poljoprivrednika koji su mrave smatrali "strašnim" štetnik. "Bates je, kao i drugi promatrači, mislio da su sječariri koristili svoje reznice kao zaštitu od kiše. (Nazivaju ih i mravi od suncobrana.) Trebao je inženjer i ekolog samouk Thomas Belt da napokon shvati kako se lišće zapravo koristi. Na rudarskoj operaciji u Nikaragvi, Belt je iskopao dva gnijezda lista. Na njegovo iznenađenje, mogao je pronaći nekoliko znakova odsječenog lišća. Međutim, pomnim pregledom spužvasto smeđeg materijala koji ispunjava komore, Belt je primijetio "dijelove listova, koji su bili podeljeni u smeđu boju, koji su izblijedjeli do smeđe boje, te su obrastali i lagano povezani minutom bijele gljivice., , "Rezači listova, Belt je napisao 1874., " u stvarnosti su uzgajivači gljiva i jedu. "
Nedugo zatim, William Morton Wheeler, dekan istraživanja mrava na Harvardu, napisao je cijelu knjigu o uzgajivačima gljiva. I Edward O. Wilson, koji će kasnije naslijediti Wheelera kao vrhunskog znanstvenika mrava na Harvardu, prozvao je urezače listova "među najnaprednije od svih društvenih insekata."
No, istraživači koji pokušavaju bolje razumjeti Beltove probojne promatranja suočili su se s velikim preprekama, posebno kada je u pitanju utvrđivanje vrste gljivica kojima mravi rastu. Znanstvenici obično identificiraju gljivu putem sporofora, dijela biljke koji stvara spore. U vrtovima sa mravima, sporofore je rijetko dokaz iz razloga koji ostaju nejasni. "Kao da su mravi kastrirali gljivu", objašnjava Schultz. (U osnovi, mravi razmnožavaju gljivice uzimanjem reznica.) Nedostajući metoda za identificiranje vrsta gljiva, znanstvenicima je nedostajalo pola priče.
Tu su stvari stajale kad su mueller i Schultz prvi put prešli staze na CornellUniversity u kasnim 80-ima. Tamo su se udružili sa specijalistima za gljive Ignacio Chapela, sada na Kalifornijskom sveučilištu u Berkeleyu, i Stephenom Rehnerom iz američkog Ministarstva poljoprivrede u Beltsvilleu, Maryland. Chapela je iz vrtova mrava izvukla pojedine sojeve gljivica i održavala ih na životu. Koristeći tehnike molekularne genetike, Rehner je zatim opisao razlike između različitih sojeva. Schultz je te rezultate uskladio sa svojom DNK analizom povezanih mrava. 1994. godine četverostruka je u časopisu Science objavila studiju koja dokumentira interakciju gljiva i mrava. "Sada je jasno", napisali su, "da je podrijetlo ponašanja gljiva bilo izuzetno rijedak događaj, koji se dogodio samo jednom u evolucijskoj povijesti mrava." Najsofisticiraniji attini, pretpostavljali su istraživači, propagirali su jedna loza gljiva najmanje 23 milijuna godina.
U izvješću o praćenju četiri godine kasnije Mueller, Rehner i Schultz izmijenili su prihvaćenu mudrost tvrdeći da su atinske gljivice često različite vrste - a ne samo jedna koja je prošla uspostavljanjem kraljica od gnijezda do gnijezda. Znanstvenici su napisali da su "primitivniji" atini ponekad dijelili gljivice jedni s drugima, čak i s dalekim srodnim vrstama mrava - inačici, kako sugeriraju biolozi, o rotaciji usjeva. "Možemo pokazati da je neuspjeh usjeva glavni problem u njihovom životu", objašnjava Mueller. "Oni čine isto što su učinili i ljudi, idući kod susjeda kako bi pronašli zamjenu, ponekad ih ukrali, ponekad prekoračili i ubili susjede. To smo pokazali u laboratoriju. Sljedeća logična stvar je potražiti je u divljini. "
Napori znanstvenika za uspoređivanje mravlje mravlje sa ljudskom poljoprivredom privukli su kritičare. Naomi Pierce, harvardska stručnjakinja za interakcije mrava i biljaka, hvali njihov terenski rad, ali smatra da pretvaranje mrava u poljoprivrednike možda previše nosi stvari. "Problem je u tome što vas metafora može zarobiti", kaže ona. Mravi, naravno, nisu svjesno razvijali poljoprivredu. Projektiranje ljudske namjere na mrave, kaže Ignacio Chapela, može oslijepiti istraživače zbog kojih mravi rade ono što rade.
Dok su Mueller i Schultz radili na odnosu mrava prema gljivicama, tim biologa sa Sveučilišta u Torontu primijetio je i pitao se o postojanju upornog i razornog plijesni, zvanog Escovopsis, u atinskim vrtovima. Kako je, pitali su oni, da ovaj moćan parazit nije redovito prekoračio attinska gnijezda? Primijetivši bijeli prah na donjim stranama attinskih mrava, oni su ga na kraju identificirali kao vrstu bakterije, Streptomyces, koja luči antibiotike. Antibiotici su držali Escovopsis u zaljevu. Još važnije, to su činili tijekom dužih vremenskih razdoblja, a da Eskovopsis nije postao potpuno otporan.
Možda postoji vrsta "postupne utrke u naoružanju", kaže Cameron Currie, jedan od istraživača iz Toronta (sada na Sveučilištu u Kansasu), u kojoj se atinski antibiotici kontinuirano prilagođavaju bilo kojoj otpornosti stvorenoj u Escovopsisu . Parazit se ne briše u potpunosti, ali ni gnijezdo preplavljuje. Currie sada pokušava utvrditi koliko dugo traje ta kemijska unakrsna vatra.
Slučaj udžbenika simbioze između mrava i gljivica odjednom se pokazalo da ima četiri glavna igrača - ili petoricu, ako računate antibiotike koje bakterije proizvode. Kad ovi antibiotici ne učine trik, mravi isjeku zaražene komade gljivica i odvuku ih daleko od gnijezda.
U kišnoj šumi zora se još nije probila; noćni Blepharidatta mravi, bliski rođaci Atina, još uvijek rade, izvlačeći sitne žitarice žitarica, koje je Mueller širio oko noći prije. Mamac je pustio Muellera da prati Blepharidattu do njihovog gnijezda. Budući da je primijećeno da Blepharidatta koja ne raste gljiva nosi oko sebe komadiće gljive slobodnog života, Mueller sumnja da bi mogli biti sami na rubu uzgoja. Muellera posebno zaintrigiraju eksperimenti u kojima Blepharidatta pomiče grozdove bliže svojim gnijezdima. "Tražimo nešto vrlo duboko u evolucijskoj prošlosti", kaže Mueller. „Neki mrav u tim šumama počeo se asocirati na gljivice. A taj je prijelaz isti prijelaz koji su učinila ljudska bića. "
Mueller uključuje glavno svjetlo. "Pokušavamo pratiti stvari, ali ovdje, naravno, nećemo pronaći predaka", objašnjava on. "Ono što tražimo je vrsta koja je zadržala neke osobine koje su karakterizirale predaka." Nije malo slično kako jezikoslovci posjećuju izolirane narode kako bi istražili kako su se obrasci govora promijenili, kaže on. "To je nešto slično onome što radimo ovdje, gledajući kako bi najprimitivnije ponašanje moglo donijeti složenije ponašanje." Evolucija, drugim riječima, djeluje manje uredno od jasnih crta kojih se možete sjećati iz srednje škole i više poput filma u kojem se nizovi mogu ponavljati, ostati nepromijenjeni ili čak voditi unatrag u svojevrsnom kontrarativu.
Muellerove hlače obrasle su znojem i blatom, plamenovi su mu zašiljeni na vratu i rukama, a komarci su mu zujali u ušima. "Malo smo nenormalni u svojim opsesijama", priznaje. "Stvarno smo u ekstremnosti. Tko bi se drugi znojio u šumi kako bi pronašao ove glupe mrave! "
Kao dijete, kaže Mueller, "nisu bili mnogo zainteresirani za bugove." Možda je to bilo zato što je njegova oca, botaničara kemijske kompanije Bayer, pogodila misteriozna tropska bolest ugovorena u ekspediciji u El Salvador kada je Ulrich bio samo 4 godine. Mueller je imao 9 godina kada mu je otac umro od bolesti. Nakon što je napustio medicinsku školu, pročitao je kontroverznu knjigu Sociobiologija Edwarda O. Wilsona (pokušaj da se u jednoj velikoj sintezi poveže ponašanje svih životinja, od mrava i ljudi). Odmah je znao što želi učiniti sa svojim životom, zauzeti „evolucijski pristup razumijevanju ponašanja životinja, društvenog ponašanja, a zatim i ljudskog ponašanja“.
I Schultz je došao do mrava mlaznim putem kojim je utjecao Wilson. Odgajan u malom gradiću plavih krakova južno od Chicaga, sin roditelja koji nisu išli na fakultet, Schultz je išao u strogu luteransku školu. Tamo ga je jedan njegov učitelj pokušao uvjeriti da su kosti dinosaura upravo zakopane u zemlju kako bi testirali našu vjeru.
Nakon što je ranih 1970-ih napustio Sveučilište u Chicagu i odjurio zapadno do San Francisca, Schultz je održao niz poslova - zubnog tehničara, tapacira za vodeni krevet i pisača - prije nego što je isprobao sebe kao pisac kritičkih eseja o paranormalnim pojavama ( „Mrlje iz svemira“ i „Stranije od znanosti“). Jednog jutra, na putu za posao, Schultz je tada, u svojim tridesetima, počeo čitati Wilsonovo društvo "Insect" . Mravi su ga privukli jer su "estetsku privlačnost" kombinirali s opipljivošću. "Progonio sam puno stvari koje su me ispunile čudom", sjeća se Schultz. "Ali trebao sam kriterij da utvrdim ne samo one stvari koje izgledaju kao da su ispunjene čudom, već i one stvari koje izgledaju kao da su ispunjene čudom i stvarne su ."
Iako su tisuće mrava iz desetaka vrsta u pokretu kroz debelo lišće, Schultz je fiksiran na određenog, samotnog mrava koji je ošišao komadić divlje gljive i vukao plijen preko trupca, mlatarajući pod njegovim teretom. "Hej, ovo morate vidjeti!" Schultz povika Muelleru. To je Trachymyrmex, među više izvedenih ili "viših" atina.
Schultz je uzbuđen. I iznenađen. Iako je čitao o atinima koji nose divlje gljivice u njihova gnijezda, nikada nije vidio da to zapravo i čine. A zašto bi? Unošenje nekompatibilne gljivice moglo bi narušiti ili čak uništiti cijeli vrt mrava. Što se ovdje događa?
"Ovo je zagonetka", kaže Schultz. "Očekivao bih da će mravi biti vrlo izbirljivi u pogledu onoga što donose u gnijezdo, da imaju neku vrstu osjetne pristranosti koja prihvaća" dobre "gljivice i odbija sve" loše ". Mueller napominje da mnoge biljke mravi koriste za rasipati sjeme, iako ostaje nejasno da li mravi odabiru ono što pokupe ili samo reagiraju na zavođenje biljnih sekreta.
Schultz izgleda dobro vrtoglavo, iako bi mrav i njegova gljiva mogli okrenuti naopako mnoge stvari koje su napisali on i njegovi kolege, a da ne spominjemo da osporavaju većinu njihovih pretpostavki. "Možda nije da je mrav našao gljivicu", sugerira Mueller sa škrto osmijehom. "Možda je gljiva pronašla mrava."
I Schultz i Mueller pripisuju suradnike opsjednute gljivicama što su ih naveli na ideju da gljive profitiraju koliko i od odnosa s mravima, koliko i mrava od gljiva. Nošeni mravima, zaštićeni od njih i čuvani u gigantskim vrtovima, gljivični klonovi uživaju u reproduktivnim kapacitetima daleko više od onoga što bi mogli bez nadzora. Uostalom, gljive koje žive na slobodi često postoje na samo malom parču listova, razmnožavaju se samo jednom ili dva puta prije nego što izumru. Unutar gnijezda, gljiva postaje, prema Stephenu Rehneru, "besmrtna u usporedbi s bilo kojom njihovom divljom srodnikom."
Vjerovatno su gljivice razvile trikove kako bi prevarile mrave u njihovo kretanje i branje. Izlučevine na površini gljivica mogle bi funkcionirati poput lijekova koji mijenjaju um, i pretvaraju mrave u uslugu gljivama. „Mislim da ostale gljive neprestano pokušavaju razbiti kemijske kodove koji pomažu mravama da prepoznaju svoje vrtne gljivice govoreći:„ Hej, imam dobar okus i miris! Ne možete mi odoljeti. Pokupi me i odvedi kući ", nagađa Schultz. "Ne podcjenjujte snagu gljivice", intonira Mueller.
Doista, već sljedećeg poslijepodneva, Schultz se vraća s izleta s impresivnim dokazima o toj moći. Naišao je na gigantskog crnog mrava, lokalno poznatog kao bala - žestok, snažnog uboda - stegnutog oko vrha grmlja. Bila je kruta i mrtva. Sa stražnje strane mravlje glave isticao se smeđi sporophore jezivo, kao u inačici filma o strancu . Gljiva je zarazila mravlje tijelo, raste iznutra i konzumirajući ga. Zatim je, pomoću nekakvog katalizatora koji još nije otkriven, gljiva naizgled nagovorila mrava da se popne na vrh grane, gdje bi se njegove spore mogle maksimalno širiti. Tamo je sporofor projurio kroz glavu mrava i pustio svoje spore.
Schultz se nalazi u stazi, u šumi, ambletima, džepovima košulje i hlača prepunim bočica napunjenih alkoholom. Zaustavi se pored trupca, otkidajući njegovu kore. Ispada pola šesnaest Acromyrmex-a, listopadi koji često grade gnijezda u trupcima. Ispod alarmiranih insekata cvjeta grozda smeđe i žute boje. "Bili biste zapanjeni koliko vrtova gljiva ima u šumi", kaže Schultz. "Oni su svugdje."
Preko brda, klečeći u prljavštini, on špijunira sićušno stvorenje u prašini zamahnute i predimenzionirane glave. To je Cyphomyrmex, među najmanje proučenim atinima. Schultz se naginje nad to stvorenje, ne veće od zareza, i pažljivo ga promatra.
Terenski rad u Amazoni daleko je mizerniji od genetske analize leševa mrava u udobnosti Schultzovog klimatiziranog laboratorija u Washingtonu, DC. Ali to je jedini način „da doživite pravu, nefiltriranu biologiju“, kaže on. "To je ta složenost koja je gotovo zajamčena nagraditi vas nečim što niste očekivali." Možda će Cyphomyrmex odustati od jednog malog dijela slagalice koji su Schultz i Mueller svoje karijere posvetili sastavljanju. U rješavanju nekih od najvećih pitanja u kozmosu, Schultz kaže kako proučava mravu mravu mrava, najbolje je „razmišljati sitno. To je sjajno kad budemo vani. Mišljenje malog otvara sve mogućnosti. "
