مورچه‌ها قبل از ظهور انسان اغاز به کشاورزی کردند_مستطیل زرد

ما فکر می‌کنیم کشاورزی یک نوآوری انسانی است؛ اما حشرات میلیون‌ها سال سریعتر از ما اغاز به کشت گیاهان کردند. گونه‌های گوناگون مورچه‌ها با قارچ‌ها همکاری می‌کنند، خانه‌ای برای آن‌ها می‌سازند، مواد مغذی مورد نیازشان را تامین و آن‌ها را به گفتن غذا برداشت می‌کنند. اوج پیچیدگی کشاورزی در مورچه‌ها به مورچه‌های برگ‌بُر (Leafcutter ants) می‌رسد که شاخ و برگ گیاهان را می‌برند تا برای تغذیه‌ی قارچ‌های خود از آن منفعت گیری کنند. این کار به نوبه‌ی خود نوعی رشد محصولات تخصصی است که برای غذا منفعت گیری می‌بشود.

گونه‌های دیگر مورچه‌ها با قارچ‌ها و در برخی موارد گونه‌هایی از قارچ که در محیط‌شان رشد کرده‌اند همکاری می‌کنند. مطالعات ژنتیکی نشان داده است که این روابط همزیستی زیاد خاص می باشند و یک گونه مورچه‌ی معین زیاد تر تنها با یک سویه قارچ همکاری می‌کند. تعدادی از ژن‌ها که به نظر می‌رسد به شدت در جواب به سویه‌های قارچ تکامل یافته‌اند در این رابطه مشارکتی شرکت می کنند. اما کمتر اشکار شده است که این همکاری در ابتدا چطور به وجود آمد، تا حدی به این علت که ما عکس خوبی از ظاهر بستگان غیر‌اهلی قارچ‌ها‌ی کشت‌شده نداریم.

یکی از ویژگی های کلیدی مطالعه‌ی تازه، جامع‌بودن آن است. محققان دی‌ان‌ای را از ۴۷۵ گونه قارچ که اغلبشان توسط مورچه‌ها کشت خواهد شد، استخراج کرد. این تیم این چنین یک فیلوژنی مکمل از ۲۷۶ گونه مورچه تشکیل کرد که شامل اطلاعات بیشتر از ۳۰ سال کار محققان است. علاوه‌بر‌این، محققان بیشتر از ۲۰۰۰ ژن از هر یک از این گونه‌ها را مورد مطالعه قرار دادند تا تخمین بزنند که کدام گونه‌ها به یکدیگر نزدیک‌تر می باشند و چه وقتی این گونه‌ها از یک اجداد مشترک جدا شدند.

منفعت گیری از تعداد تعداد بسیاری از ژن‌ها حیاتی است؛ چون برخی از ژن‌ها به گمان زیادً در جواب به شرایط تحول‌یافته‌‌ای که کشاورزیِ به‌شدت‌تکامل‌یافته باعثش شده، تشکیل شده‌اند. این ژن‌ها به گمان زیادً جهش‌های بیشتری نسبت به زمان حال و وقتی که گونه‌ها جدا خواهد شد دارند که علتمی‌بشود شکاف زمان اغاز کشاورزی مورچه‌ها قدیمی‌تر از آنچه است به نظر آید. با بازدید تعداد بسیاری از ژن‌ها، گمان تحریف نتایج به‌وسیله‌ی داده‌های پرت، همانند قدیمی‌‌تر فکر‌شدن اغاز کشاورزی مورچه‌ها، زیاد کمتر می‌بشود.

محققان تحلیل را بر پایه نوع کشاورزی انجام‌شده توسط هر گونه مورچه تقسیم می‌کنند. برخی از مورچه‌ها مخمر پرورش خواهند داد. برخی دیگر گروهی از گونه‌ها به نام قارچ‌های مرجان‌گون (coral fungi) را پرورش خواهند داد و برخی دیگر با شکل پیچیده‌تری از کشاورزی، شامل قارچ‌هایی که زیاد تر با سبک زندگی کشاورزی سازگار می باشند، سروکار دارند. به جز یک گروه استثنا از برگ‌برها، مورچه‌های کشاورز تعداد بسیاری از صفات یا ویژگی‌های مشترک دارند، که علتمی‌بشود در تجزیه‌و‌تحلیل با هم گروه‌بندی یا مرتبط شوند. این چنین، گروه بزرگتری از مورچه‌ها وجود دارند که به‌ شکل زمان‌طلبانه با قارچ‌ها همکاری می‌کنند، اما روی پرورش تنها یک گونه خاص از قارچ‌ها تمرکز نمی‌کنند.

هم کشاورزان مخمر و هم قارچ مرجان‌گون با یکدیگر مرتبط می باشند و هر کدام از یک گونه‌ی اجدادی منشا می‌گیرند. پیچیده‌ترین گونه‌های کشاورز نیز در یک دسته‌بندی قرار می‌گیرند. گونه‌های برگ‌بر (به غیر از آن یک استثنا) با دیگر کشاورزها در‌هم‌آمیخته‌اند.

درمورد قارچ، ارتباطات شبیهی وجود داشت. گونه‌های مخمری که پرورش داده خواهد شد همه با هم دسته‌بندی خواهد شد. در رابطه قارچ‌های مرجان‌گون نیز همین‌طور است، اگرچه دو گونه‌ی وحشی در آن دسته وجود دارد. سویه‌هایی که زیاد تر برای کشاورزی سازگار می باشند خوشه‌ی خاص خود را راه اندازی خواهند داد، اگرچه همه‌ی آن‌ها به گونه‌های مخمر مرتبط می باشند و تنها یک سویه‌ی وحشی جدا وجود دارد. در نهایت، همه گونه‌های رشد‌یافته توسط مورچه‌های برگ‌بر در یک دسته در گروه مرجان‌گون می باشند.

ردیابی دودمان مورچه‌های کشاورز تا آخرین جد مشترکشان نشان داد که این اجداد به گمان زیادً در دوران انقراض جمعی آخر کرتاسه زندگی می‌کردند؛ یعنی همان انقراضی که دایناسورها را کشت. محققان استدلال می‌کنند که انقراض کرتاسه و مورچه‌های کشاورز به‌طور‌ قطع مرتبط بودند. مدل‌های جاری نشان خواهند داد که بعد از ضربه‌ای که علتانقراض گسترده شد، گرد‌و‌غبار بسیاری در جو وجود داشت که فتوسنتز را برای نزدیک به دو سال متوقف کرد که به معنی به‌حداقل‌رسیدن زندگی گیاهی است. در روبه رو، مقدار زیاد مواد مرده به قارچ‌ها اجازه‌ی رشد داد. به این علت، شگفتی‌آور نیست که مورچه‌ها اغاز به تطبیق با منفعت گیری از آنچه در دسترس می بود، کردند.

تغییرات محیطی به پیدایش گونه‌های مخمری قارچ منجر شد که مورچه‌های کشاورز اغاز به کشت آن‌ها کردند. همراه با سویه‌های مخمر، برخی از قارچ‌های زیاد تخصصی (قارچ‌های کشاورزی) نیز تکامل یافتند و به بخشی الزامی از سیستم‌های کشاورزی مورچه تبدیل شدند. این قارچ‌ها منحصراً با راه حلهای پرورش مورچه‌ها سازگار می باشند. با‌این‌حال، اوضاع برای مورچه‌ها یا گونه‌هایی که قارچ‌های مرجان‌گون را پرورش خواهند داد، فرق می‌کند. گونه‌های مورچه نزدیک به ۱۰ میلیون سال سپس اغاز به پرورش قارچ‌های مرجان‌گون کردند، به این علت منشأ آن‌ها در جدول وقتی متغیری است که مستقیماً با تغییرات محیطی قبلی توضیح داده نمی‌بشود.

مطالعه، عکس زیاد آشکار‌تری از منشاء کشاورزی در مورچه‌ها و برخی فرضیه‌های معقول در رابطه فشارهای انتخابی که امکان پذیر به تکامل آن منجر شده باشد، به ما می‌دهد. با‌این‌حال، در دراز‌زمان، بزرگترین پیشرفت در اینجا ممکن‌ است منبع های تشکیل‌شده از تجزیه و تحلیل در طول این مطالعه باشد. در نهایت، ما می‌خواهیم مبنای ژنتیکی تغییرات در حرکت مورچه‌ها و این چنین چگونگی سازگاری قارچ‌ها برای فراهم بهتر کشاورزان خود را فهمیدن کنیم. برای فهمیدن بهتر، ما باید ژنوم گونه‌های کشاورز را با خویشاوندان غیرکشاورزشان قیاس کنیم. دی‌ان‌ای جمع‌آوری‌شده برای این مطالعه در نهایت برای پیگیری این سوالات مورد نیاز خواهد می بود.