Самые древние фермеры на Земле

Фотографии окаменелых термитных гнёзд с останками грибных ферм

Термиты — древние насекомые, родственные тараканам. В отличие от тараканов, они ведут общественный образ жизни: строят гнёзда, совместно ухаживают за потомством и распределяют обязанности среди членов семей. Социальная иерархия и образ жизни термитов являются предметом пристального изучения, и учёным удалось подобрать ещё один элемент этой головоломки. На обнажившихся утёсах рифтовой впадины бессточного озера Руква в юго-западной Танзании обнаружены окаменелые останки гнёзд, построенных термитами 25 миллионов лет назад.

Детальное исследование гнёзд показало: рядом с жилой зоной в гнезде разбиты огороженные грибные плантации с запутанной системой полей, построенных в соответствии со сложным планом. Известно, что данная культура грибков может вырасти в таких условиях только при условии культивации. Это самое настоящее фермерство в привычном виде, но только в микромасштабе.

Таким образом, термиты выращивали себе еду 25 миллионов лет назад, задолго до появления людей. По оценкам исследователей, это самое древнее свидетельство сельского хозяйства на планете. Возможно, именно термитам принадлежит изобретение сельского хозяйства, а не людям.


Сравнение древних окаменелостей термитных ферм с термитными гнёздами современной эпохи

Найденные окаменелости позволяют учёным более точно датировать развитие эволюционного симбиоза термитов и грибов. По новым оценкам, этот симбиоз начался примерно 31 миллион лет назад, говорит Эрик Робертс (Eric Roberts), геолог из австралийского университета Джеймса Кука, ведущий автор научной работы.

Практически во всей Африке широко известны массивные, съедобные «термитные грибы», которые выращивают для себя крошечные насекомые. Но учёные до середины 20 века не понимали истинного значения этих объектов и того, что на самом деле происходит в колониях термитов.

Когда биологи разрезали и тщательно исследовали термитные курганы (термитники), иногда высотой с рост с человека, они нашли десятки взаимно объединённых камер, построенных специально для разведения грибов.

Оказалось, что термиты образуют облигатные симбиотические отношения с этим конкретным видом грибков, то есть они не могут жить друг без друга. Термиты прожёвывают неперевариваемый материал растений и формируют из него крошечные гранулы — милосферы, которые засеваются крошечными грибными спорами. Когда грибы вырастают, рабочие термины производят сбор урожая, а потом вся колония поедает его. В процессе роста грибы заодно расщепляют прежде несъедобный растительный материал, делая его съедобным. По оценке специалистов, таким способом термиты перерабатывают до 90% сухой древесины в экосистемах полузасушливых саванн, что делает термитов мощной ландшафтопреобразующей силой.

Предыдущие исследования молекулярных биологов на митохондриальной ДНК позволили сделать предположение о зарождении таких облигатных симбиотических отношений термитов с грибками примерно 25-30 млн лет назад. Но до сих пор не было никаких физических доказательств, что сельское хозяйство у термитов появилось в тот временной промежуток. Самые древние окаменелые курганы термитов датировались поздним миоценом, то есть 7-10 млн лет назад.

Чтобы получить такие доказательства, важные для эволюционной истории, был выделен грант Национального научного фонда для проведения международной экспедиции к озеру Руква со знаменитым рифтом — крупной линейной впадиной в земной коре, которая образовалась в месте разрыва коры в результате её растяжения или продольного движения.


Расположение Великой рифтовой долины

В древней впадине танзанийского озера Руква биологи нашли окаменелости термитных сооружений, построенных миллионы лет назад. Среди них оказалось две термитные фермы. Очень хорошо сохранившиеся гнёзда когда-то населяли термиты. Каждое из гнёзд вмещало несколько камер размером примерно с теннисный мяч, а в них — окаменелые грибы и гранулы растительного материала — милосфер, которые использовались для разведения грибов. По окружающим камням учёные определили время сооружения термитных ферм: 25 млн лет.


Структура и состав сохранившихся милосфер

Учёные считают, что благодаря фермерству термиты сумели выжить и процветали в быстро изменяющихся условиях окружающей среды. Экосистема трансформировалась из пышных тропических лесов к засушливой полупустыне, но благодаря грибкам термиты успешно превращали высохшую древесину в пищу для себя.

Став фермерами, термиты гораздо лучше были приспособлены для жизни в любых условиях, что способствовало их быстрому распространению по всему континенту.


Термитник

Кстати, термиты были не единственными существами, которые практиковали сельское хозяйство и разводили плантации грибов для переработки древесины. То же самое делали муравьи-листорезы в Северной и Южной Америках. Они примерно 10 млн лет назад начали выращивать в муравейниках грибы Leucocoprinus из семейства Agaricaceae, удобряя их милосферами из срезанной рабочими муравьями листовой пережёванной массы (уточнение от муравьевода: муравьи рода Atta культивируют грибы рода Leucoagaricus (белошампиньоны), муравьи рода Acromyrmex — грибы Leucocoprinus (белонавозники)).

Учёные также подозревают, что примерно то же самое десятки миллионов лет назад начали делать жуки-плоскоходы, которые носят на себе спорангии для хранения спор симбиотических древоразрушающих грибков.

Изучение сельскохозяйственных ферм термитов возрастом 25 млн лет показывает, что выращивание продуктов питания социальными насекомыми имеет эволюционные преимущества — оно позволяет выжить в трудных природных условиях и основать колонии практически в любом климате. Термиты заселили все континенты на планете, кроме Антарктиды.

Примерно через 24 988 000 лет после термитов люди тоже открыли эту выигрышную стратегию.

Научная работа опубликована 22 июня 2016 года в журнале PLOS One (doi: 10.1371/journal.pone.0156847).