
灭绝恐龙的事件并不全是坏事。大约6600万年前流星撞击造成的低光环境有利于以有机物为食的真菌的传播,在植物和动物成群死亡的时候,有机物丰富。
根据10月3日发表在《科学》杂志上的一项研究,这是一群蚂蚁的祖先开始培养这些微生物的绝佳机会。
“人们对种植真菌的蚂蚁的起源了解得相对较好,但缺乏更精确的这些微生物的时间表。这项工作为这些真菌菌株的出现提供了迄今为止最小的误差范围,这些真菌菌株以前被认为是最近出现的,”巴西里约克拉罗
通过分析从美洲不同地区收集的蚂蚁培育的475种真菌的基因组中所谓的超保守元素(UCEs),这一年代测定成为可能。UCEs是从最古老的祖先进化而来的,在整个群体的进化过程中都保留在基因组中的区域。
“在这种情况下,我们对这些元素附近的区域感兴趣。它们显示了物种之间最新的差异,使我们能够相当准确地追踪进化路线,”IB-UNESP的研究员Pepijn Wilhelmus Kooij补充道。
利用这种方法,有可能确定6600万年前,今天的切叶蚁(一个被称为阿蒂尼蚁的群体)的同一个祖先几乎同时出现了两个不同的真菌谱系。
研究真菌和蚂蚁共生关系的专家长期以来一直认为,这种关系的开始决定了农业的出现,比人类开始驯化植物要早数千万年,也就是12000年前。
这项研究还揭示了珊瑚真菌祖先的出现,珊瑚真菌是2100万年前开始由蚂蚁培育的第二种真菌。这种真菌得名于它形成的结构类似于海珊瑚的微型群落。

研究结果支持了真菌在被蚂蚁培育之前已经经历了预适应的假设。作者指出,切叶蚁的祖先很可能生活在真菌附近,要么在菌落内,要么甚至不时收集它们,以它们或它们的产物为食。
“但真菌并不是蚂蚁饮食的重要组成部分。流星撞击所施加的压力可能已经把这种关系变成了一种强制性的互惠关系,在这种关系中,这些真菌开始依赖蚂蚁的食物和繁殖,而蚂蚁则完全依赖真菌作为食物来源,”罗德里格斯说。
今天,四组不同的蚂蚁培育出四种真菌。在某些情况下,昆虫甚至会改变栽培产品的生长,从而提供某些营养。
“当我们在实验室培养它们时,真菌采取了预期的菌丝形式。然而,在菌落内,其中一种菌丝类型变得肿胀,形成类似葡萄簇的结构,富含糖。我们仍然不知道蚂蚁是如何做到的,”Kooij说。
对于ibb - unesp教授、该论文的合著者Mauricio Bacci Junior来说,真菌培养的起源可能指向了当时蚂蚁面对营养短缺的适应。
随着丰富的真菌在现在的美洲传播,食物来源的选择越来越少,那些已经与蚂蚁有某种可能关系的真菌最终被证明在培育时更有用。
“为了养活自己,真菌分解蚂蚁携带的有机物。反过来,蚂蚁消耗由真菌产生的物质,而这些物质是它无法从任何其他来源获得的。这就好像真菌是昆虫的外部胃,”这位科学家说,他是生物多样性动态和气候变化研究中心(CBioClima)的副主任,该中心是研究、创新和传播中心(RIDCs)之一。
在这一建立事件之后,以前生活在潮湿森林中的养真菌的蚂蚁,在2700万年前随着塞拉多热带稀树草原生物群落的扩张,经历了第二次选择压力。随着越来越多的开阔和干旱地区,这些农业昆虫出现了多样化,导致了今天的切叶蚁的起源。
这一事件当然也有利于真菌的多样化,真菌在为蚂蚁生产食物和分解有机物方面变得更有效。
因此,蚂蚁培育的真菌产生的酶现在正在被研究,因为它们的生物技术潜力不仅可以降解有机物质,还可以降解包括塑料在内的其他材料。





