Ученые выяснили, чем отличается фермерство у муравьев и людей
Биологи установили, что гены муравьев модифицировались таким образом, что они стали абсолютно зависимыми от грибов, которые ими выращиваются. Напротив, люди на генетическом уровне не связаны столь тесно ни с одной из сельскохозяйственных культур.
Об этом говорится в статье датских ученых из Университета Копенгагена, чья статья опубликована в журнале Nature Communications.
Помимо людей и термитов, южноамериканские муравьи из группы Attini - это единственные живые существа на нашей планете, кому удалось освоить фермерство. Однако до сих пор было неизвестно, какие изменения на генетическом уровне сопутствовали развитию муравьиного сельского хозяйства.
Авторы статьи смогли ответить на этот вопрос, проанализировав геномы 7 видов муравьев-фермеров (5 из них были расшифрованы впервые), а также грибов, которые они выращивают. Выяснилось, что муравьи освоили фермерство в промежутке после окончания мелового периода (около 66 млн лет назад) и до раннеэоценового климатического оптимума (50-55 млн лет назад).
Уже самые первые муравьи-фермеры утратили гены, отвечающие за синтез аргинина, одной из аминокислот, входящих в состав белков. Единственным источником этого вещества для муравьев стали культивируемые ими грибы. С аргинином (из всех аминокислот в нем больше всего NH-групп) азот, усваеваемый грибами, начал перенаправляться к муравьям.
У грибов же ключевой инновацией, сделавшей их полностью зависимыми от муравьев, стала утрата генов, отвечающих за расщепление лигнина. Это вещество содержится в мертвой древесине, на которой грибы росли в диком состоянии. Однако около 15 млн лет назад среди муравьев-фермеров появились листорезы, которые стали выращивать грибы на субстрате из листьев, в которых лигнина практически нет.
Кроме того, в генах муравьев и грибов почти одновременно произошли изменения, связанные с хитином - это вещество входит в состав грибной клеточной стенки. Муравьи обзавелись улучшенными ферментами для переваривания хитина, а грибы, в свою очередь, стали строить более толстые клеточные стенки, содержащие больше этого вещества.
Открытие доказывает, что муравьи и грибы попали в абсолютную зависимость друг от друга, в чем состоит их резкое отличие от людей. Ни одна из многочисленных культур, которые человек выращивает, с физиологической точки зрения не является для него незаменимой.
Напомним, недавно ученые обнаружили древнейшее свидетельство фермерства термитов - окаменевшие термитники с камерами для выращивания грибов возрастом 25 млн лет.