发布时间：2024-10-10 08:56:03 栏目：精选知识
真菌养殖蚂蚁会培育多种真菌作为食物，但人们对真菌-蚂蚁共同进化的历史知之甚少。在本周发表在《科学》杂志上的一项新研究中，研究人员发现，真菌-蚂蚁农业起源于大约 6600 万年前，当时白垩纪末期的小行星撞击暂时中断了光合作用，导致全球大规模灭绝，但有利于真菌的繁殖。
美洲和加勒比地区有近 250 种不同的蚂蚁养殖真菌。
昆虫学家根据这些蚂蚁的栽培策略将它们分为四种农业系统。
切叶蚁是采用最先进策略的蚁群之一，这种策略被称为高级农业。
这些蚂蚁收获新鲜的植物，为它们的真菌提供食物，而真菌又为这种名为 gongylidia 的蚂蚁种植食物。
这种食物可以为数量达数百万的切叶蚁复杂群落提供能量。
史密森学会昆虫学家泰德舒尔茨说：“蚂蚁从事农业和真菌养殖的历史比人类存在的时间要长得多。”
“我们或许可以从过去 6600 万年里这些蚂蚁的农业成功中学到一些东西。”
“我们认为腐烂的落叶很可能成为这一时期生长的许多真菌的食物，这使得它们与蚂蚁密切接触。”
“蚂蚁反过来开始以真菌为食物，自灭绝事件以来，它们一直依赖和驯化这种食物来源。”
“为了真正发现模式并重建这种关联如何随时间演变，你需要大量的蚂蚁样本及其真菌品种。”
在研究中，舒尔茨博士和同事分析了 475 种真菌和 276 种蚂蚁的基因数据，绘制出了详细的进化树。
这使得研究人员能够精确地确定数百万年前蚂蚁开始培育真菌的时间，而一些蚂蚁物种至今仍表现出这种行为。
“关于蚂蚁真菌养殖的历史观点通常认为真菌养殖只有一个起源，但阻碍我们更深入地了解蚂蚁如何开始养殖的问题的，是试图从蚂蚁食用的真菌中获取足够的 DNA 序列数据。”
“在过去的 15 年里，基因组测序的成本大幅下降，收集多种类型基因组数据的技术也得到了显著改善——这使得这项研究和许多其他研究成为可能。”
“如果你有一种蘑菇，那么对它的基因组进行测序就相对简单了。”
“但是，当蚂蚁体内携带的真菌碎片非常小的时候，很难获得足够的真菌材料来生成足够的基因组序列数据进行分析。这就是我们创建的真菌诱饵集的作用所在。”
“它们让我们能够从真菌的微小碎片中提取 DNA，对其进行扩增、测序和分析。”
数据显示，蚂蚁和真菌已经共存了大约 6600 万年。这大约是白垩纪末期小行星撞击地球的时间。
这次灾难性的碰撞使大气中充满了尘埃和碎片，遮蔽了太阳并阻碍了多年的光合作用。
由此造成的大规模灭绝导致当时地球上大约一半的植物物种消失。
然而，这场灾难却为真菌带来了福音。这些生物以地上大量的死亡植物为食，数量激增。
“灭绝事件对于大多数生物来说可能是巨大的灾难，但对于其他生物来说实际上可能是有益的，”舒尔茨博士说。
“白垩纪末期，恐龙的境遇并不好，而真菌却迎来了鼎盛时期。”
研究还表明，蚂蚁又花了近4000万年的时间才发展出更高级的农业。
作者将这种先进做法的起源追溯到大约 2700 万年前。
此时，气候迅速变冷，改变了全球的环境。
在南美洲，较干燥的栖息地，如林地稀树草原和草原，破坏了大片湿润的热带森林。
当蚂蚁将真菌从潮湿的森林带到较干燥的地区时，它们将真菌与野生祖先种群隔离开来。
分离出来的真菌完全依赖蚂蚁在干旱环境中生存，为今天切叶蚁所实行的更高级的农业系统奠定了基础。
“蚂蚁驯化这些真菌的方式与人类驯化农作物的方式相同，”舒尔茨博士说。
“令人惊奇的是，现在我们可以确定高等蚂蚁最初培育高等真菌的时间。”
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