Když se řekne „zemědělec“, většině z nás se vybaví člověk obdělávající pole. Ti opravdu první však měřili pouhé milimetry. Přežili díky svému farmaření éru spojenou s vymřením dinosaurů a dodnes pěstují své plodiny s precizností hodnou obdivu. Jde o mravence.
„Mravenci praktikují zemědělství a pěstování hub mnohem déle, než existuje lidstvo,“ říká entomolog Ted Schultz, kurátor mravenců v Národním přírodovědném muzeu Smithsonian a hlavní autor nové studie.
Nejde jen o zajímavou historickou kuriozitu. Ukazuje to, jak překvapivě vyspělé mohou být strategie přežití v přírodě, a jak důležitou roli hrají vzájemné vztahy mezi různými druhy organismů.
Asteroid, houby a mravenčí revoluce
Co stálo za vznikem tohoto pozoruhodného partnerství? Katastrofa globálních rozměrů.
Před 66 miliony let dopadl na Zemi obrovský asteroid, který způsobil vyhynutí dinosaurů a mnoha dalších druhů. Tato událost, která měla pro většinu života na planetě devastující následky, paradoxně vytvořila ideální podmínky pro rozvoj hub.
Dopad asteroidu vyvrhl do atmosféry obrovské množství prachu a trosek, které na měsíce či dokonce roky zablokovaly sluneční světlo. To vedlo k masivnímu úhynu rostlin závislých na fotosyntéze. Pro houby, které se živí rozkládajícím se organickým materiálem, to však byl ráj.
„Události vedoucí k vyhynutí mohou být pro většinu organismů obrovskou katastrofou, ale pro jiné mohou být ve skutečnosti pozitivní,“ vysvětluje Schultz. „Na konci křídy se dinosaurům příliš nedařilo, ale houby zažívaly období rozkvětu.“
V této době plné mrtvé rostlinné hmoty se houby staly hojným a snadno dostupným zdrojem potravy. A právě tehdy se zrodilo spojenectví mezi mravenci a houbami, které trvá dodnes.
Od náhodného setkání k dokonalé symbióze
Zpočátku šlo pravděpodobně o volnější vztah. Mravenci se naučili využívat houby jako zdroj potravy, ale houby stále rostly i ve volné přírodě. Tento vztah se však postupně prohluboval a asi před 27 miliony lety došlo k zásadnímu zlomu – mravenci své houbové kultury plně domestikovali.
Tento proces připomíná způsob, jakým lidé domestikovali své plodiny. Stejně jako se pšenice či kukuřice, které pěstujeme, výrazně liší od svých divokých předků, i houbové kultury pěstované mravenci se postupně vzdálily svým příbuzným rostoucím volně v přírodě.
Co vedlo k této plné domestikaci? Opět to byla změna klimatu. Před 27 miliony lety nastalo globální ochlazení, které v Jižní Americe vedlo k vysušování krajiny. Velké plochy vlhkých tropických lesů se měnily v sušší savany a travnaté plochy.
„Když mravenci vynesli houby z vlhkých lesů do sušších oblastí, izolovali je od jejich divokých předků,“ vysvětluje Schultz. „Izolované houby se staly zcela závislými na mravencích, aby v suchých podmínkách přežily. To položilo základy pro vyšší zemědělský systém, který dnes praktikují mravenci střihači listů.“
Mistři miniaturního zemědělství
Dnes známe téměř 250 druhů mravenců v Americe a Karibiku, kteří se věnují pěstování hub. Jejich zemědělské praktiky jsou natolik rozmanité, že je vědci rozdělují do čtyř různých systémů podle kultivačních strategií.
Nejpokročilejší strategii, známou jako „vyšší zemědělství“, praktikují mravenci střihači (Atta). Tito mravenci sklízejí kousky čerstvé vegetace. Z rostlinného materiálu připravují uvnitř mraveniště substrát, a na něm pěstují pečárkovité houby, jejichž výrůstky na vláknech zvané gongylidia jim slouží jako výhradní potrava.
Sofistikovaný systém vzájemné výživy umožňuje mravencům střihačům vytvářet obrovské kolonie čítající miliony jedinců.
Detektivní práce v říši hmyzu
Jak vědci dokázali převyprávět příběh starší než lidstvo? Klíčem byla rozsáhlá genetická analýza. Tým vědců pod vedením Teda Schultze využil genetické vzorky shromážděné během 35 let výzkumu v tropických oblastech Střední a Jižní Ameriky.
„K tomu, abychom skutečně odhalili vzorce a rekonstruovali, jak se toto spojení vyvíjelo v čase, potřebujete spoustu vzorků mravenců a jejich houbových kultur,“ vysvětluje Schultz.
Vědci analyzovali genetické údaje 475 různých druhů hub (z nichž 288 pěstují mravenci) a 276 různých druhů mravenců (z nichž 208 pěstuje houby). Jde o největší genetický soubor dat o mravencích pěstujících houby, jaký byl kdy sestaven.
Tyto údaje umožnily výzkumníkům vytvořit evoluční stromy obou skupin – mravenců i hub. Porovnáním volně žijících druhů hub s jejich pěstovanými příbuznými mohli vědci určit, kdy mravenci začali určité houby využívat.
Poučení z mravenčí farmy
V době, kdy se hrozíme klimatických změn, můžeme od těchto drobných farmářů podle autorů studie získat cenné lekce. Třeba o tom, jak může katastrofa vést k inovacím a jak mohou vzájemně prospěšné vztahy mezi organismy vést k dlouhodobému evolučnímu úspěchu. A může nám poskytnout i inspiraci pro vývoj udržitelnějších způsobů pěstování potravin.
Jak říká Ted Schultz: „Mohli bychom se pravděpodobně něco naučit ze zemědělského úspěchu těchto mravenců.“