Ludzie zaczęli uprawiać rolę około 10 tys. lat temu. Ale mrówki są znacznie bardziej doświadczonymi rolnikami. Uczeni szacują, że owady te zaczęły uprawiać grzyby prawie 60 milionów lat temu. Obecnie wśród około 250 gatunków tej grupy mrówek występuje uderzająca różnorodność praktyk rolniczych. Co więcej, badacze ujawnili, że mrówki potrafią ocenić z oszałamiającą dokładnością, czy dana odżywka, będzie pasować do ich upraw.
Naukowcy z Smithsonian Tropical Research Institute (STRI) w Panamie oraz z Uniwersytetu w Kopenhadze przyjrzeli się życiu mrówek i sposobom, w jaki te owady uprawiają grzyby. Swoimi obserwacjami uczeni podzielili się na łamach pisma „Nature Ecology and Evolution”.
Naukowcy poznali około 250 gatunków mrówek, które przystosowały się do hodowli grzybów. Owady dostarczają do swoich upraw substancje odżywcze, by pobudzić ich wzrost. Ale różne gatunki przyjęły różne podejścia do swoich upraw. Jedne maksymalizują produktywność, podczas gdy inne traktują priorytetowo uprawy, które są w stanie lepiej przetrwać w różnych warunkach.
Na obszarze lasu deszczowego wielkości dużego pokoju może znajdować się kilka różnych kolonii mrówek, w których żyją miliony osobników. Obserwacje ich ścieżek i wyborów są zagadkowe dla ludzi. Chociażby takie mrówki Attini. Wiadomo, że uprawiają grzyby. Uczeni obserwowali, jak robotnice znoszą do kolonii liście, by zaspokoić potrzeby swoich upraw. Skąd wiedzą, które gatunki liści należy zebrać?
Badacze uważają, że wybory mrówek dotyczące tego, co mają przynieść do swoich grzybowych ogródków, mogą wynikać z potrzeb żywieniowych uprawianych przez nie gatunków.
- Oto, co widzimy w miarę ewolucji mrówek-rolników. Mrówki Attini rozwinęły ogromne farmy grzybów. Mają gigantyczne kolonie z milionami robotnic. Ale mają malutkie mózgi, zatem główne pytanie brzmi: skąd dokładnie wiedzą, czego potrzebują ich uprawy? - mówi Jonathan Shik z Uniwersytetu w Kopenhadze.
Shik i jego koledzy obozowali w panamskim lesie deszczowym, zbierając materiał, które różne gatunki mrówek dostarczały swoim grzybom. Mierzyli jego zawartość odżywczą, aby zrozumieć, dlaczego odżywka bardzo poszukiwana przez jedną mrówkę została zignorowana przez inne. Badacze ujawnili, że mrówki potrafią ocenić z oszałamiającą dokładnością, czy dana odżywka, której nigdy wcześniej nie napotkały, będzie pasować do konkretnego, hodowanego przez nie grzyba.
Ludzie udomowili dzikie rośliny jakieś 10 tys. lat temu i już wtedy byliśmy daleko w tyle za mrówkami, które, jak sądzą badacze, zaczęły hodować grzyby krótko po zagładzie dinozaurów, około 60 milionów lat temu. Wśród mrówek zaobserwowano różne praktyki rolnicze. Jedne maksymalizują plony, inne skupiają się na najbardziej wytrzymałych gatunkach swoich upraw.
Wszystkie te ewolucyjne etapy rozwoju rolnictwa u tych owadów można znaleźć na 20-metrowym poletku ściółki leśnej w tropikalnych lasach w Panamie. - Nawet najbardziej prymitywne gatunki mrówek poruszają się w złożonym środowisku leśnym. Przechodzą obok wielu różnych zasobów, aby podnieść na przykład mały kawałek odchodów innych owadów, czyli dokładnie to, czego szukały. Zabierają go z powrotem do kolonii i wykorzystują do hodowli grzybów – wskazuje Shik.
Na przykład niektóre mrówki są bardzo wrażliwe na ilość gromadzonego białka. Dlaczego? Bo zbyt dużo białka może zabić grzyby, które hodują. Mrówki grzybiarki (Acromyrmex octospinosus) należące do plemienia Attini, są jednymi z bardziej rozwiniętych hodowców grzybów. Mają tysiące robotnic przypadających na kolonię, zajmujących się uprawą grzybów. Inne, mnie rozwinięte rolniczo gatunki „zatrudniają” w swoim agrobiznesie jedynie 10-100 robotnic. Ale mrówki grzybiarki osiągnęły dużą wprawę w swoich hodowlach. Zaadaptowały grzyba, który jest bardzo produktywny, ale także wymaga wysoce wyspecjalizowany warunków, w których może się rozwijać.
Naukowcy opracowali eksperyment, aby sprawdzić, czy zdolność mrówek do zaspokajania potrzeb swoich upraw zmieniła się w miarę ich ewolucji z hodowli prymitywnej do zaawansowanej.
Najpierw wyizolowali odmiany grzybów z różnych kolonii mrówek Attini. Umieścili je na szalkach Petriego i przeprowadzili serię eksperymentów żywieniowych. Tak jak podejrzewali, grzyby z bardziej zaawansowanych kolonii mrówek miały bardziej specyficzne potrzeby żywieniowe.
Następnie Shik i jego asystenci przetestowali koncepcję mówiącą o tym, że mrówki zaspokajają potrzeby żywieniowe grzyba. Spędzili dużo czasu grzebiąc w poszyciu lasu, by za pomocą pincet zebrać pokarm, który różne gatunki mrówek wnosiły do swoich gniazd. Wszystko po to, by określić wartości odżywcze pokarmu.
Badacze ustalili, że mrówki doskonale wykrywają składniki odżywcze na podstawie swoich receptorów w narządzie gębowym. Shik i jego współpracownicy oferowali mrówkom zabranym do laboratorium syntetyczny pokarm z różnymi mieszankami składników odżywczych. Gdy zaoferowali mieszankę zawierającą zbyt dużo białka i bardzo mało węglowodanów, mrówki nie chciały tego jeść, by uniknąć nadmiernego pozyskiwania białka. Nawet padały z głodu, by ratować plony, ponieważ białko jest często toksyczne dla grzybów.
- Jeśli karmisz grzyby na siłę złą odżywką, poza ich wymaganiami żywieniowymi, zginą. Ludzcy rolnicy dokładnie nauczyli się, jakie są wymagania żywieniowe chociażby kukurydzy i mogą sobie z tym poradzić, stosując określone nawozy. Wydaje się, że mrówki posiadły podobną wiedzę – mówi Shik.
Źródło: Smithsonian Tropical Research Institute, fot. Norbert Potensky/ Wikimedia Commons/ CC BY-SA 1.0
