毁灭恐龙的小行星把蚂蚁变成了农民

恐龙当然没有从希克苏鲁伯小行星撞击中受益，但对于当今蚂蚁的祖先来说，情况就完全不同了。事实上，6600 万年前震撼地球的气候剧变可能是一些昆虫物种在人类进化之前数百万年就学会耕种的主要原因。

在 10 月 3 日发表在《科学》杂志上的一项研究中，来自巴西和美国大学以及史密森尼学会的国际研究小组分析了数百种蚂蚁和真菌的基因数据，以追踪它们的进化树。在比较了这两条时间线后，专家们确定了这两条时间线真正开始交织的时间——大约是在希克苏鲁伯小行星撞击后的同一时期。

圣保罗州立大学生物科学研究所 (IB-UNESP) 研究员、论文合著者安德烈·罗德里格斯 (André Rodrigues) 在一份声明中表示：“人们对真菌养殖蚂蚁的起源了解得相对充分，但缺乏这些微生物更精确的时间表。”罗德里格斯表示，新分析提供了“迄今为止这些真菌菌株出现的最小误差范围，此前人们认为这些真菌菌株出现的时间更近。”

研究人员早就知道，这块六英里宽的太空岩石向大气中喷射的碎片为几代人创造了一个低光环境。虽然这是地球上 70% 生命的死刑，但它却是某些以有机物为食的真菌物种的完美孵化器。与此同时，植物和动物的灭绝迫使今天的切叶蚁群的远古祖先不得不依靠培养和收获微生物。

了解真菌-蚂蚁互利共生起源的关键在于观察它们的超保守元素（UCE），即在多个进化代中保持完整的基因组区域。

“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近的差异，并使我们能够追踪一条相当准确的进化路线，”IB-UNESP 研究员兼论文合著者 Pepijn Wilhelmus Kooij 说道。

然而，蚂蚁和真菌物种最终花了近 4000 万年的时间才实现真正互利共生的关系。正如史密森尼学会所解释的那样，大约 2700 万年前的一段快速降温时期导致蚂蚁将真菌物种从潮湿的气候带到较干燥的气候，从而将微生物与原生种群隔离开来。这些真菌随后完全依赖蚂蚁进行繁殖和生存。这导致了所谓的高级农业，其中蚂蚁收获新鲜的植被，让真菌在植物物质腐烂时分解。然后微生物产生线状网状结构，称为菌丝。在此期间，这些菌丝的尖端会长出富含脂质和碳水化合物的球状物，称为 gongylidia，昆虫会将其用作食物。从本质上讲，蚂蚁在人类学会农业之前数百万年就学会了农业，更不用说作为一个物种存在了。

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史密森尼学会蚂蚁馆长兼论文第一作者泰德舒尔茨在该研究所的简介中说道：“蚂蚁驯化这些真菌的方式与人类驯化农作物的方式相同。”

“为了养活自己，真菌会分解蚂蚁携带的有机物。反过来，蚂蚁会消耗真菌产生的物质，而这些物质是它无法从其他来源获得的，”IB-UNESP 教授 Mauricio Bacci Junior 在一份声明中补充道。“真菌就像是昆虫的外胃。”

如今，蚂蚁的耕作能力已导致各种真菌物种的出现，这些真菌物种既能高效地为蚁群生产食物，也能分解有机物。这些酶非常有用，其他研究人员正在研究如何利用它们来安全地分解塑料等有害物质。未来，人类可持续的回收解决方案可能在很大程度上要归功于地球上一些最早、最具创新精神的蚂蚁。