Η καταστροφή των δεινοσαύρων και η μεταμόρφωση των μυρμηγκιών

Οι δεινόσαυροι σίγουρα δεν επωφελήθηκαν από την πρόσκρουση του αστεροειδούς Chicxulub, αλλά αυτή ήταν μια εντελώς διαφορετική ιστορία για τους προγόνους των σημερινών μυρμηγκιών. Στην πραγματικότητα, η κλιματική αναταραχή που συγκλόνισε τη Γη πριν από 66 εκατομμύρια χρόνια μπορεί να είναι ο κύριος λόγος που ορισμένα είδη εντόμων έμαθαν να καλλιεργούν εκατομμύρια χρόνια πριν καν οι άνθρωποι εξελιχθούν.

Σε μια μελέτη που δημοσιεύθηκε στις 3 Οκτωβρίου στο Επιστήμημια διεθνής ομάδα ερευνητών από πανεπιστήμια της Βραζιλίας και των ΗΠΑ καθώς και από το Ινστιτούτο Smithsonian εξέτασε γενετικά δεδομένα από εκατοντάδες είδη μυρμηγκιών και μυκήτων για να εντοπίσει τα εξελικτικά τους δέντρα. Αφού συνέκριναν τα δύο χρονοδιαγράμματα, οι ειδικοί εντόπισαν στη συνέχεια πότε άρχισαν να συμπλέκονται πραγματικά – γύρω από την ίδια ακριβώς εποχή που ακολούθησε τον αστεροειδή Chicxulub.

«Η προέλευση των μυρμηγκιών που εκτρέφουν μύκητες ήταν σχετικά καλά κατανοητή, αλλά δεν υπήρχε πιο ακριβές χρονοδιάγραμμα για αυτούς τους μικροοργανισμούς», δήλωσε ο André Rodrigues, ερευνητής στο Ινστιτούτο Βιοεπιστημών του Κρατικού Πανεπιστημίου του Σάο Πάολο (IB-UNESP) και συν-συγγραφέας της εργασίας. , είπε σε δήλωση. Σύμφωνα με τον Rodrigues, η νέα ανάλυση προσφέρει το «μικρότερο περιθώριο λάθους μέχρι σήμερα για την εμφάνιση αυτών των στελεχών μυκήτων, τα οποία προηγουμένως θεωρούνταν πιο πρόσφατα».

Οι ερευνητές έχουν καταλάβει εδώ και καιρό ότι τα συντρίμμια που εκτοξεύτηκαν στην ατμόσφαιρα από τον διαστημικό βράχο πλάτους έξι μιλίων δημιούργησαν ένα περιβάλλον χαμηλού φωτισμού για γενιές. Ενώ ήταν μια θανατική ποινή για το 70 τοις εκατό του συνόλου της ζωής στη Γη, χρησίμευσε ως το τέλειο εκκολαπτήριο για ορισμένα είδη μυκήτων που τρέφονταν με οργανική ύλη. Ταυτόχρονα, ο θάνατος των φυτών και των ζώων ανάγκασε τους αρχαίους προγόνους της σημερινής ομάδας μυρμηγκιών φυλλοκόπτων να βασιστούν στην καλλιέργεια και τη συγκομιδή των μικροοργανισμών.

Το κλειδί για την κατανόηση της προέλευσης της αμοιβαιότητας μυκήτων βρισκόταν στην εξέταση των υπερσυντηρημένων στοιχείων τους (UCEs) – γονιδιωματικές περιοχές που παραμένουν ανέπαφες σε όλες τις πολλαπλές εξελικτικές γενιές.

«Σε αυτή την περίπτωση, μας ενδιέφεραν οι περιοχές κοντά σε αυτά τα στοιχεία. Δείχνουν τις πιο πρόσφατες διαφορές μεταξύ των ειδών και μας επιτρέπουν να εντοπίσουμε μια αρκετά ακριβή εξελικτική γραμμή», δήλωσε ο Pepijn Wilhelmus Kooij, ερευνητής του IB-UNESP και συν-συγγραφέας της εργασίας.

Θα χρειαστούν τελικά σχεδόν 40 εκατομμύρια χρόνια, ωστόσο, για τα είδη των μυρμηγκιών και των μυκήτων να κάνουν το άλμα σε μια πραγματικά αμοιβαία σχέση. Όπως το Smithsonian εξήγησε, μια περίοδος ταχείας ψύξης πριν από περίπου 27 εκατομμύρια χρόνια είχε ως αποτέλεσμα τα μυρμήγκια να μεταφέρουν είδη μυκήτων από υγρά κλίματα σε πιο ξηρά, απομονώνοντας τους μικροοργανισμούς από τους γηγενείς πληθυσμούς τους. Αυτοί οι μύκητες στη συνέχεια εξαρτήθηκαν πλήρως από τα μυρμήγκια για τον πολλαπλασιασμό και την επιβίωσή τους. Αυτό οδήγησε σε αυτό που είναι γνωστό ως ανώτερη γεωργία, στην οποία τα μυρμήγκια συλλέγουν φρέσκια βλάστηση για να διασπαστούν οι μύκητες τους καθώς αποσυντίθεται η φυτική ύλη. Ο τότε παράγουν μικροοργανισμοί νηματώδεις δομές ιστού που ονομάζονται υφές. Κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου, στις άκρες αυτών των υφών αναπτύσσονται βολβοί πλούσιοι σε λιπίδια και υδατάνθρακες που ονομάζονται γονγυλίδια που χρησιμοποιούν τα έντομα για φαγητό. Ουσιαστικά, τα μυρμήγκια κατάλαβαν να καλλιεργούν εκατομμύρια χρόνια πριν οι άνθρωποι μάθουν την εκδοχή τους, πολύ λιγότερο να υπάρξει ως είδος.

[Related: Earth is home to nearly 20 quadrillion ants.]

«Τα μυρμήγκια εξημέρωσαν αυτούς τους μύκητες με τον ίδιο τρόπο που οι άνθρωποι εξημέρωσαν τις καλλιέργειες», είπε ο Ted Schultz, επιμελητής μυρμηγκιών και χαρτιού του Ινστιτούτου Smithsonian, επικεφαλής συγγραφέας του ινστιτούτου. προφίλ.

«Για να τραφεί, ο μύκητας αποσυνθέτει την οργανική ύλη που μεταφέρουν τα μυρμήγκια. Με τη σειρά του, το μυρμήγκι καταναλώνει ουσίες που παράγονται από τον μύκητα που δεν θα μπορούσε να αποκτήσει από καμία άλλη πηγή», πρόσθεσε ο καθηγητής IB-UNESP Mauricio Bacci Junior σε μια δήλωση. «Είναι σαν ο μύκητας να ήταν το εξωτερικό στομάχι του εντόμου».

Σήμερα, η ικανότητα των μυρμηγκιών να εκτρέφουν έχει οδηγήσει στην ανάπτυξη διαφορετικών ειδών μυκήτων που είναι τόσο αποτελεσματικά στην παραγωγή τροφής για αποικίες, όσο και στην αποσύνθεση της οργανικής ύλης. Αυτά τα ένζυμα είναι τόσο χρήσιμα που άλλοι ερευνητές διερευνούν πώς να τα αξιοποιήσουν για να διασπάσουν με ασφάλεια επιβλαβή υλικά όπως τα πλαστικά. Στο μέλλον, οι βιώσιμες λύσεις ανακύκλωσης της ανθρωπότητας μπορεί να οφείλονται σε μεγάλο βαθμό σε μερικά από τα πρώτα, καινοτόμα μυρμήγκια του πλανήτη.