В исследовании впервые анализируются симбиотические ассоциации и коэволюция между грибами амброзии и жуками с палеонтологической точки зрения с использованием записей окаменелостей этих биологических групп мелового периода. Среди авторов исследования – эксперты Дэвид Перис и Ксавье Делклос из Факультета наук о Земле и Института исследований биоразнообразия Барселонского университета (IRBio) и Бьярте Жордаль из Бергенского университета (Норвегия).
Жуки, которые выращивали грибы за миллионы лет до земледелия человека
Некоторые термиты, муравьи и жуки развили способность выращивать грибы, чтобы есть, миллионы лет назад.
Этот мутуализм между насекомыми и грибами – один из наиболее изученных симбиозов в естественной сфере – представляет собой аналогичную эволюционную стратегию в сельскохозяйственной деятельности человеческого вида со времен неолитической революции.
Понимание происхождения симбиоза между насекомыми и грибами является областью интересов в нескольких научных дисциплинах. В настоящее время взаимопомощь между жуками-симбионтами-амброзиями и грибами является причиной лесных и сельскохозяйственных болезней, вызывающих серьезные экологические и экономические потери. «Остается неясным, какие экологические факторы способствовали возникновению грибного разведения и как они трансформировались в симбиотические отношения с облигатной зависимостью, "отмечает Дэвид Перис, первый автор исследования.
Когда началась родословная сельскохозяйственных насекомых?
Исторически филогенетические исследования предполагают, что грибоводство жуков началось более 50 миллионов лет назад – до появления других насекомых – и некоторые исследования датируют его 86 миллионами лет назад. «Симбиотические отношения между грибами и жуками, вероятно, возникли бы более 100 миллионов лет назад, в раннем меловом периоде, в группах жуков, которые остались незамеченными», – говорит эксперт Дэвид Перис.
В рамках исследования эксперты изучили несколько экземпляров всемирного распространения биологических групп, пойманных в янтаре из мелового периода. Таким образом, происхождение гриба амброзии более древнее, чем у основных групп жуков из подсемейств Scolytinae и Platypodinae – семейства Curculionidae, которые сейчас, как утверждают авторы, выращивают гриб на стволах деревьев.
«Это говорит о том, что эти грибы использовали какую-то другую группу насекомых для распространения миллионы лет назад», – отмечает исследователь.
Кроме того, другие группы жуков с поведением, сходным с поведением жуков-амброзий – Bostrichidae и в основном семейства Lymexylidae – представляют более старую и многочисленную летопись окаменелостей, которая, согласно предыдущим исследованиям, совпала с появлением грибов амброзии.
«Самое интересное, – продолжает он, – это то, что некоторые исследования отмечают способность культивировать грибы у некоторых из этих современных видов."
Эволюционное сближение к облигатному мутуализму
Процесс роста грибов начинается, когда жуки заселяют новый ствол или ветку дерева. В меловом периоде обилие грибов и жуков-древоточцев способствовало началу одомашнивания некоторых групп грибов.
Во-первых, споры грибов случайно переносились с дерева на дерево жуками-древоточцами, «пока эта взаимовыгодная ассоциация не превратилась в более тесный симбиоз, в котором грибы были привиты к дереву, грибковый мицелий рос, а личинки жуков кормились с дерева. гриб », – отмечает Бьярте Жордаль.
Этот набор факторов вместе с высокой способностью симбионтов к адаптации и изменению облегчил морфологические и экологические адаптации биологических групп, которые объединились в обязательном мутуализме. То есть симбиотические отношения между насекомыми и грибами, полезные для обоих, продолжаются до сих пор.
«Тем не менее, нам нужно больше исследований по изучению экологии видов из семейств Lymexylidae и Bostrichidae, чтобы получить более конкретные выводы. Следовательно, открытие новых окаменелостей в меловом янтаре этих групп, безусловно, поможет нам лучше понять эволюционную историю этих симбиотических отношений, которые все еще существуют в наши дни », – заключает профессор Ксавье Делклос.