Грибные плантации позволили термитам завоевать мир
Учёные из США сопоставили изменения в ДНК термитов и новые находки следов древних термитников, чтобы установить, когда именно эти насекомые начали разводить грибы для пропитания. Как оказалось, это произошло не позднее 25-30 миллионов лет тому назад. По оценкам учёных, именно сельскохозяйственная революция позволила термитам выбраться из влажных лесов, и колонизировать не только всю Африку, но и, впоследствии, весь остальной мир, кроме Антарктиды. Соответствующая статья опубликована в журнале PLOS ONE.
Исследователи обнаружили в Танзании, в породах древнее 25 миллионов лет, остатки грибной плантации термитов, по виду мало чем отличающейся от современной. Грибы там прорастали на субстрате из экскрементов термитов, которыми насекомые "удобряют" предпочитаемый ими вид. Эти сведения совпадают с более ранними работами о скорости изменений в ДНК термитов и грибов, связанных симбиозом. Генетические данные указывали, что начало такого сосуществования относится к периоду в 25-30 миллионов лет назад. Таким образом, сведения из двух независимых источников подтвердили — "возделывание" грибов термитами началось не позже 25 миллионов лет назад, а скорее всего и раньше.
Открытие важно потому, что начало организации термитами грибных плантаций сыграло огромную роль в эволюции сухих тропических экосистем Земли. Там, где живут термиты, они поедают более 90 процентов всех растительных остатков, резко наращивая концентрацию углекислого газа и метана в атмосфере. К тому же термиты сильно меняют облик почвы в районах своего проживания, что способствует росту биопродуктивности экосистем в целом (в Австралии наличие термитов поднимает урожайность на полях иногда на 36 процентов).
С эволюционной точки зрения термиты являются уникальными существами – как и человек они часто физически неприспособленны для проживания там, где их можно встретить. Кутикула термитов очень тонкая и не может удерживать влагу их тела. Поэтому на открытом пространстве вне влажного тропического леса они могут очень быстро погибнуть от обезвоживания. Чтобы этого не происходило, им приходится перемещаться по быстро выстраиваемым надземным закрытым галереям, чьи стенки сделаны из того же материала, что и термитники. Тем не менее, только развитым и быстрым строительством объяснить существовании термитов вне лесов нельзя. По сути, в сухом климате им нечего есть. Они питаются древесиной, усвоение которой резко облегчается, если она поражена грибками. В то же время в сухом климате грибок редко поражает древесину в силу нехватки влаги.
Термиты решают эти проблемы в подземных грибницах, организуемых ими внутри термитников с регулируемым влажным микроклиматом. Здесь они накапливают древесину и дают грибам расти на ней, поедая затем древесину вместе с грибками. После этого они производят экскременты со спорами грибов. Материал экскрементов служит удобрением для нового поколения грибов. Со временем благодаря хорошему "уходу" и удобрению грибы, прорастающие наружу из подземных грибниц, достигают огромных размеров (до одного метра в диаметре).
Авторы новой работы отмечают, что время распространения термитов в сухие местности совпало со временем начала их симбиоза с грибами. По всей видимости, те помогали им перерабатывать непереваренные куски древесины ещё в древности, позволяя выживать даже там, где низкая влажность исключает естественное появление грибка в целлюлозе. Роль грибоводства для термитов оказалась сходной с той, которую сельское хозяйство сыграло для людей. Оно позволило им резко расширить занимаемую экологическую нишу и освоить даже те регионы, которые ранее были недоступны. Сперва они наводнили сухие районы Африки. Затем попали в Азию, откуда уже колонизировали и Австралию.
В настоящий момент известно, что термиты выращивают в своих убежищах не только грибы, но и других насекомых. Отдельные виды таких "доместицированных" существ (Eocorythoderus incredibilis) настолько узко специализированы, что имеют специальные "ручки" для удобства переноса рабочими термитов. Это указывает на то, что данные насекомые вовлечены в термитное "сельское хозяйство", но роль, которую они играют в нём, не всегда вполне ясна.
