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如今，全球有數(shù)百種螞蟻是真菌養(yǎng)殖戶。它們從外界獲取新鮮的綠色植物，將其拖回巢穴喂給真菌，最后以真菌為食。10月3日發(fā)表于《科學(xué)》的一項(xiàng)研究確定了螞蟻首次開始養(yǎng)殖真菌的時(shí)間，并提出6600萬(wàn)年前導(dǎo)致恐龍滅絕的小行星撞擊事件可能是該過(guò)程的重要催化劑。

自150年前首次描述螞蟻的真菌花園以來(lái)，昆蟲學(xué)家已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了247種依靠真菌生存的螞蟻。研究人員推測(cè)，這些螞蟻來(lái)自一個(gè)共同的祖先，后來(lái)進(jìn)化成以不同類型真菌為食的獨(dú)立物種。但由于真菌家譜不如螞蟻家譜精確和完整，因此螞蟻和真菌是如何以及何時(shí)成為伙伴的一直沒有搞清。

在這項(xiàng)研究中，美國(guó)史密森學(xué)會(huì)的昆蟲學(xué)家Ted Schultz和同事追溯了475種真菌基因組的演化關(guān)系，并建立了它們與276種螞蟻的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系?？茖W(xué)家還用螞蟻和真菌的化石記錄對(duì)這些系統(tǒng)進(jìn)行校準(zhǔn)，以確定每個(gè)分支的時(shí)間。

研究人員由此創(chuàng)建了兩個(gè)群體的進(jìn)化樹，并繪制了它們進(jìn)化過(guò)程中關(guān)鍵事件的時(shí)間表。令Schultz驚訝的是，馴化真菌的螞蟻和被馴化的真菌均出現(xiàn)于6600萬(wàn)年前，與導(dǎo)致非鳥類恐龍和許多其他物種滅絕的小行星撞擊事件的時(shí)間段相吻合。

研究者推測(cè)，小行星撞擊產(chǎn)生的碎片云使地球上的光合作用停止了幾個(gè)月，甚至持續(xù)了幾年。這對(duì)大多數(shù)生物來(lái)說(shuō)是一場(chǎng)災(zāi)難，包括植物和以它們?yōu)槭车膭?dòng)物。但分解植物的真菌卻得以繁衍，并進(jìn)入鼎盛時(shí)期。而螞蟻便是在這一時(shí)期逐漸開始馴化真菌，并將其作為穩(wěn)定食物來(lái)源的。

事實(shí)上，真菌系統(tǒng)的發(fā)育表明，這種創(chuàng)新在災(zāi)難發(fā)生后出現(xiàn)過(guò)兩次。巴西圣保羅大學(xué)動(dòng)物學(xué)博物館的分類學(xué)家和系統(tǒng)學(xué)家Gabriela Camacho說(shuō)，由于真菌有兩個(gè)起源，這種互惠關(guān)系“比我們想象的要復(fù)雜得多”。

在最初的幾百萬(wàn)年里，螞蟻傾向于在野外尋找真菌。然后在大約2700萬(wàn)年前，一部分螞蟻完全馴化了真菌，例如大多數(shù)切葉蟻喜歡的白松菇。

此外，馴化的開始與全球變冷的時(shí)期相對(duì)應(yīng)。當(dāng)時(shí)南美洲十分干旱，隨著養(yǎng)殖真菌的螞蟻適應(yīng)了更干燥的環(huán)境，它們可能會(huì)把真菌帶到新的棲息地。Schultz說(shuō)：“這導(dǎo)致真菌與基因庫(kù)失去了聯(lián)系，從而引發(fā)了馴化，而這基本上完全依賴于它們的蟻農(nóng)?！?/p>

研究人員還無(wú)法證明小行星撞擊最初引發(fā)了這種互惠關(guān)系。但Camacho說(shuō)，同樣的“美麗模式”出現(xiàn)在兩組不同的數(shù)據(jù)中，這一事實(shí)為這一起源假設(shè)增添了籌碼。

相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1126/science.adn7179

（原載于《中國(guó)科學(xué)報(bào)》?2024-10-11?第2版?國(guó)際）