Одомашнивание сельхозкультур — это баланс: некоторые муравьи всё ещё пытаются его найти

Тонкие цепочки муравьев движутся сквозь тропический лес, неся над головой листья и цветы — удобрение для промышленных подземных грибных ферм. Вскоре после вымирания динозавров 60 миллионов лет назад предки муравьев-листорезов сменили образ жизни охотников-собирателей на сельскохозяйственное существование на небольших фермах для собственного пропитания. Новое исследование в Смитсоновском институте тропических исследований (STRI) в Панаме показало, что ныне живущие родственники этих древнейших муравьев-грибоводов до сих пор не одомашнили свою культуру — с такой же проблемой сталкивались и ранние человеческие фермеры.

Современные муравьи-листорезы не могут жить без своего гриба, а гриб — без муравьев. Молодые королевы даже уносят его частичку из родного гнезда, когда улетают основывать новую колонию. Гриб, в свою очередь, не тратит энергию на производство спор для размножения.

«Для развития таких тесных взаимных отношений интересы муравьев и грибов должны быть полностью согласованы, как когда деловые партнеры соглашаются со всеми условиями контракта, — сказал Билл Вчисло, заместитель директора STRI и соавтор новой публикации в Proceedings of the National Academy of Sciences. — Мы обнаружили, что эгоистические интересы более примитивных предков листорезов всё ещё не совпадают с эгоистическими интересами их грибного партнера, поэтому полное одомашнивание ещё не произошло».

Подобно тому, как человеческие фермеры собирают урожай до того, как растения дадут семена, муравьи хотят, чтобы их гриб минимизировал энергию, затрачиваемую на создание несъедобных грибов со спорами. Муравьям выгоднее, чтобы гриб наращивал больше грибных гиф, которые заполняют камеры в их подземных садах и служат пищей для муравьев и их личинок.

В исследовании Mycocepurus smithii — предка листорезов, ещё не одомашнившего свой грибной урожай, — Джонатан Шик и его коллеги обнаружили, что муравьи регулируют концентрацию белков и углеводов в субстрате, чтобы минимизировать количество грибов, производимых их неодомашненной культурой. Когда они предоставляют богатый углеводами субстрат, гриб может производить и гифы, и грибы, но тщательно дозированное добавление белка может помешать грибам образовывать плодовые тела. Однако эта стратегия контроля требует, чтобы общая продуктивность грибных садов оставалась низкой.

«Параллели между грибоводством муравьев и человеческим сельским хозяйством поразительны, — сказал Шик. — Человеческое сельское хозяйство развилось за последние 10 000 лет».

«Потребовалось 30 миллионов лет естественного отбора, пока высшие муравьи-грибоводы полностью не одомашнили одну из своих линий грибных симбионтов. Мы считаем, что это в итоге разрешило конфликт между фермером и культурой и сняло ограничения на рост продуктивности, что привело к появлению современных муравьев-листорезов 15 миллионов лет назад, — сказал Бумсма. — Для сравнения, человеческим фермерам потребовалось относительно мало времени, чтобы одомашнить плодовые культуры и вывести бессемянный виноград, бананы и апельсины».