Муравьи-листорезы отличаются друг от друга по способностям к грибоводству

Узкими извилистыми тропками в тропическом лесу муравьи-листорезы носят срезанные листья и цветки в свой муравейник. Но есть они их не будут – растительный материал нужен, чтобы выращивать на нём особые грибы: муравьи пережёвывают листья, создавая питательный субстрат и складывая его в специальных отделах муравейника, «плантациях». Питаясь грибами, современные муравьи-листорезы уже не могут жить без них, но и грибы, в свою очередь, не могут существовать без муравьев. Молодые матки, улетая из родного муравейника, чтобы основать новый, уносят и маленькую часть грибницы, так что грибам не нужно тратить силы на то, чтобы сформировать плодовое тело со спорами для размножения и расселения (не говоря уже о том, что насекомые всячески заботятся о своих плантациях, создавая для грибов в буквальном смысле тепличные условия).

Предки листорезов очень давно сменили обычный для муравьёв образ жизни охотников-собирателей на фермерскую жизнь, начав задолго до человека заниматься грибоводством. Можно было бы предположить, что за долгое время сожительства друг с другом грибы и муравьи достигли полного взаимопонимания. Однако в недавно опубликованной в Proceedings of the National Academy of Sciences статье сотрудников Смитсоновского института тропических исследований в Панаме и их коллег из Копенгагенского университета и Университета Бригама Янга говорится, что некоторые из ныне живущих потомков первых муравьев-фермеров всё ещё продолжают приручать своих питомцев.

«Для такого рода тесных взаимовыгодных (мутуалистических) отношений интересы муравьев и грибов должны быть уравновешены, примерно так же партнеры по бизнесу получают одинаковую выгоду по всем пунктам заключенного контракта, – говорит Уильям Вчисло (William Wcislo), заместитель директора СИТИ и соавтор работы. – Но, как мы выяснили, личные интересы более примитивных муравьев-листорезов все еще не соответствуют личными интересами грибов. Поэтому можно считать, что полное их одомашнивание муравьями все еще не произошло».


С похожими трудностями сталкивался и человек на ранних этапах земледелия. Древние люди отбирали растения в естественных условиях, перед тем как начать выращивать и разводить формы с увеличенными съедобными частями и без семян. Плодовые тела грибов со спорами муравьи не едят, соответственно, они пытаются предотвратить их появление и направить все силы грибницы на рост гиф, которые идёт на корм личинкам и самим муравьям. У более эволюционно развитых муравьев-листорезов это получается хорошо. Их фермерские хозяйства достигают промышленных масштабов. Примитивные листорезы продолжают выращивать слабо одомашненные виды грибов, стремящихся к самостоятельному воспроизводству, что не выгодно муравьям.

Изучая примитивных муравьёв Mycocepurus smithii, одного из самых древних видов среди современных листорезов, авторы работы обнаружили, что они пытаются регулировать концентрацию белков и углеводов в подкормке грибницы. В богатой углеводами среде вырастают и гифы, и плодовые тела грибов. И муравьи, внося в подкормку небольшие дозы белков, стараются подавить рост грибных плодовых тел. Однако у такой стратегии есть существенный минус – низкая урожайность и небольшой масштаб муравьиных садов.

«Параллели между выращиванием грибниц муравьями и сельскохозяйственной деятельностью человека совершенно отчетливые, – замечает один из авторов исследования Джонатан Шик (Jonathan Shik). – Однако развитие сельского хозяйства у людей заняло всего 10 000 лет».

Прошло 30 миллионов лет естественного отбора, прежде чем муравьи-листорезы смогли полностью приручить группу грибов, ставшую их симбионтами. Окончательно привести интересы грибов и муравьёв к общему знаменателю удалось около 15 млн лет назад, и с того времени на земле начинают появляться виды муравьёв, у которых уже нет никаких конфликтов со своими симбионтами и которые смогли решить и проблему продуктивности, и проблему плодовых тел, – говорит Якобус Бумсма (Jacobus Boomsma).