Der Asteroid, der die Dinosaurier auslöschte, könnte zur Erfindung der „Ameisenlandwirtschaft“ geführt haben

Das Ereignis, das die Dinosaurier auslöschte, war nicht so schlimm. Die durch den Meteoreinschlag vor etwa 66 Millionen Jahren verursachte Umgebung mit schlechten Lichtverhältnissen begünstigte die Ausbreitung von Pilzen, die sich von organischem Material ernährten, was damals in großem Umfang vorkam, da Pflanzen und Tiere massenhaft starben.

Laut einer am 3. Oktober in der Zeitschrift veröffentlichten Studie war es für den Vorfahren einer Ameisengruppe die perfekte Gelegenheit, mit der Kultivierung dieser Mikroorganismen zu beginnen Wissenschaft.

„Der Ursprung der Pilze kultivierenden Ameisen war relativ gut verstanden, es fehlte jedoch eine genauere Zeitleiste für diese Mikroorganismen. Die Arbeit bietet die bisher geringste Fehlerquote für die Entstehung dieser Pilzstämme, die bisher als neuer galten.“ “, sagt André Rodrigues, Professor am Institut für Biowissenschaften der Staatlichen Universität São Paulo (IB-UNESP) in Rio Claro, Brasilien, und einer der Autoren des Artikels.

Möglich wurde die Datierung durch die Analyse sogenannter ultrakonservierter Elemente (UCE) im Genom von 475 von Ameisen kultivierten und in verschiedenen Regionen Amerikas gesammelten Pilzarten. UCEs sind Regionen, die während der gesamten Evolution einer Gruppe im Genom verbleiben und von ihren frühesten Vorfahren abstammen.

„In diesem Fall waren wir an den Regionen in der Nähe dieser Elemente interessiert. Sie zeigen die jüngsten Unterschiede zwischen den Arten und ermöglichen es, eine ziemlich genaue evolutionäre Abstammungslinie zu verfolgen“, fügt Pepijn Wilhelmus Kooij, Forscher am IB-UNESP, hinzu.

Mit dieser Methode konnte vor 66 Millionen Jahren die nahezu gleichzeitige Entstehung zweier unterschiedlicher Pilzlinien desselben Vorfahren der heutigen Blattschneiderameisen (einer Gruppe namens Attini) nachgewiesen werden.

Wissenschaftler des Pilz-Ameisen-Mutualismus argumentieren seit langem, dass der Beginn dieser Beziehung die Entstehung der Landwirtschaft definierte, Dutzende Millionen Jahre bevor der Mensch vor gerade einmal 12.000 Jahren mit der Domestizierung von Pflanzen begann.

Die Studie enthüllte auch die Entstehung eines Vorfahren der Korallenpilze, einer zweiten Gruppe, die vor 21 Millionen Jahren von Ameisen kultiviert wurde. Der Pilz erhielt seinen Namen, weil er Strukturen bildet, die Miniaturkolonien von Meereskorallen ähneln.

Gegenseitigkeit

Die Ergebnisse stützen die Hypothese, dass die Pilze bereits eine Voranpassung durchlaufen hatten, bevor sie von den Ameisen kultiviert wurden. Es ist wahrscheinlich, so weisen die Autoren darauf hin, dass der Vorfahre der Gruppe der Blattschneiderameisen in unmittelbarer Nähe der Pilze lebte, entweder innerhalb der Kolonien oder sie sogar von Zeit zu Zeit erntete, um sich von ihnen oder ihren Produkten zu ernähren .

„Aber Pilze waren kein wesentlicher Bestandteil der Ernährung der Ameisen. Der Druck durch den Meteoriteneinschlag könnte diese Beziehung in einen obligaten Mutualismus verwandelt haben, bei dem diese Pilze auf Ameisen als Nahrung und Fortpflanzung angewiesen sind, während sie gleichzeitig Ameisen sind.“ verlassen sich ausschließlich auf Pilze als Nahrungsquelle“, erklärt Rodrigues.

Heute kultivieren vier verschiedene Ameisengruppen vier Arten von Pilzen. In manchen Fällen verändern Insekten sogar das Wachstum der Kulturpflanze, sodass diese bestimmte Nährstoffe liefert.

„Wenn wir sie im Labor züchten, nehmen die Pilze die erwartete Hyphenform an. Im Inneren der Kolonie schwillt jedoch eine dieser Hyphenarten an und bildet traubenartige Strukturen, die reich an Zucker sind. Wir wissen immer noch nicht, wie.“ das machen die Ameisen“, erklärt Kooij.

Für Mauricio Bacci Junior, Professor am IB-UNESP und Mitautor des Artikels, deutet der Ursprung des Pilzanbaus wahrscheinlich auf eine Anpassung an den damaligen Nährstoffmangel der Ameisen hin.

Angesichts der Fülle an Pilzen, die sich über das heutige Amerika ausbreiteten, und der geringeren Auswahl an Nahrungsquellen wurden diejenigen, die möglicherweise bereits Beziehungen zu Ameisen hatten, schließlich nützlicher, wenn sie kultiviert wurden.

„Um sich zu ernähren, zersetzt der Pilz die von den Ameisen mitgeführte organische Substanz. Im Gegenzug verbraucht die Ameise vom Pilz produzierte Stoffe, die sie aus keiner anderen Quelle beziehen könnte. Es ist, als wäre der Pilz der „äußere Magen der Ameise“. Insekt.” spezifiziert der Forscher, stellvertretender Direktor des Forschungszentrums für Biodiversitätsdynamik und Klimawandel (CBioClima), eines der Forschungs-, Innovations- und Verbreitungszentren (RIDC).

Nach diesem Gründungsereignis erfuhren Pilzameisen, die zuvor in feuchten Wäldern lebten, vor 27 Millionen Jahren mit der Ausbreitung des Cerrado-Savannen-Bioms einem zweiten Selektionsdruck. Mit immer offeneren und trockeneren Gebieten kam es zu einer Diversifizierung dieser Nutzinsekten, was zur Entstehung der heutigen Blattschneiderameisen führte.

Dieses Ereignis begünstigte sicherlich auch die Diversifizierung der Pilze, die bei der Produktion von Ameisennahrung und der Zersetzung organischer Stoffe effizienter wurden.

So sehr, dass Enzyme, die von von Ameisen gezüchteten Pilzen produziert werden, nun auf ihr biotechnologisches Potenzial untersucht werden, nicht nur organisches Material, sondern auch andere Materialien, einschließlich Kunststoffe, abzubauen.