在人類數千年前開始種植農作物之前，農業已經存在了數百萬年。 早在人類進化成物種之前，有些動物族群就已經開始種植食物了。根據史密森尼學會的研究人員詳細介紹，螞蟻在隕石撞擊後的6,600萬年前就開始種植真菌，剪葉蟻甚至進化了先進的農業技術。

2014 年在巴西聖卡塔琳娜採集到的珍稀菌類螞蟻Mycetophylax asper 的下層菌類養殖工蟻，正在它的菌類花園工作。 美洲和加勒比海地區有近250 種不同的螞蟻在養殖真菌。 研究人員根據這些螞蟻的栽培策略，將它們分為四個農業系統。 資料來源：Don Parsons

一項新的研究顯示，6,600 萬年前一顆小行星撞擊地球時，螞蟻群開始種植真菌。 雖然這次撞擊造成了全球大滅絕，但也為真菌的繁衍創造了理想的條件。 富有創新精神的螞蟻開始培育真菌，從而建立了一種進化夥伴關係，這種夥伴關係在2700 萬年前變得更加緊密地交織在一起，並一直延續到今天。

2011 年在厄瓜多爾明多採集到的養殖真菌的螞蟻物種Cyphomyrmex cf. rimosus 的酵母養殖工蟻，正在其真菌花園中。 美洲和加勒比海地區有近250 種不同的螞蟻在養殖真菌。 研究人員根據這些螞蟻的栽培策略，將它們分為四個農業系統。 資料來源：Alex Wild

在最近發表在《科學》雜誌上的這項研究中，史密森尼國家自然歷史博物館的科學家分析了來自數百種真菌和螞蟻的基因數據，並製作了詳細的進化樹。

透過比較這些演化樹，研究人員繪製出了螞蟻農業的演化時間表，並確定了螞蟻最早開始栽培真菌的時間。

在巴拿馬採集到的切葉真菌蟻種Atta cephalotes 的蟻後和工蟻在它們的高產真菌園中。 圖片來源：Karolyn Darrow

昆蟲學家泰德-舒爾茨（Ted Schultz）說：「螞蟻從事農業和菌類種植的時間比人類存在的時間要長得多，我們或許可以從這些螞蟻過去6600萬年的農業成功經驗中學到一些東西”。他是博物館的螞蟻館館長，也是這篇新論文的第一作者。

美洲和加勒比海地區有近250 種不同的螞蟻在養殖真菌。 研究人員根據這些螞蟻的種植策略，將它們分為四種農業系統。 其中，切葉蟻的策略最為先進，稱為”高等農業”。

這些螞蟻採摘新鮮植被的碎屑，為真菌提供養料，而真菌又為螞蟻生長出被稱為蟻膠的食物。 這些食物為數量可達數百萬的複雜蟻群提供了燃料。

昆蟲學家泰德-舒爾茨（Ted Schultz），史密森尼國家自然歷史博物館螞蟻館館長，也是這篇新論文的主要作者，2006 年10 月在圭亞那南部的阿卡萊山進行螞蟻採集考察。 舒茲花了35 年研究螞蟻與真菌之間的演化關係。 他在中美洲和南美洲進行了30 多次考察，在野外觀察這種互動關係，並在博物館的實驗室裡飼養了剪葉蟻和其他種植真菌的螞蟻。 多年來，舒爾茨及其同事從整個熱帶地區收集了數千份螞蟻和真菌的基因樣本。 資料來源：傑弗裡-索薩-卡爾沃

舒茲花了35 年研究螞蟻與真菌之間的演化關係。 他在中美洲和南美洲進行了30 多次考察，在野外觀察這種互動關係，並在博物館的實驗室裡飼養了剪葉蟻和其他種植真菌的螞蟻。 多年來，舒爾茨和同事們從整個熱帶地區收集了數千份螞蟻和真菌的基因樣本。這批樣本對新論文的發表至關重要。

2014 年，史密森尼國家自然歷史博物館螞蟻館館長、新論文的第一作者、昆蟲學家泰德-舒爾茨（中）與傑弗裡-索薩-卡爾沃（左）和安娜-傑索夫尼克（右）在巴西聖卡塔琳娜州的查佩科國家森林，挖掘罕見的低等真菌螞蟻物種Mycetophylax asper 的巢穴。 圖片來源：傑弗裡-索薩-卡爾沃

舒爾茨說：”要真正檢測出模式並重建這種關聯是如何隨著時間的推移而演變的，需要大量的螞蟻樣本和它們的真菌栽培品種。”

研究團隊利用這些樣本對475 種不同的真菌（其中288 種由螞蟻栽培）和276 種不同的螞蟻（其中208 種栽培真菌）進行了基因數據測序–這是迄今為止收集到的最大的真菌栽培螞蟻基因資料集。 研究人員由此創建了這兩個群體的演化樹。 將野生真菌物種與其栽培親緣物種進行比較，有助於研究人員確定螞蟻何時開始利用某些真菌。

數據顯示，螞蟻和真菌交織在一起已有6,600萬年的歷史。 這大約是白堊紀末一顆小行星撞擊地球的時間。 這次災難性的撞擊使大氣層充滿了塵埃和碎片，遮住了太陽，阻礙了光合作用多年。 由此造成的大滅絕消滅了當時地球上大約一半的植物物種。

然而，這場災難卻為真菌帶來了福音。 這些生物大量消耗地面上大量的植物屍體，從而大量繁殖。

2015 年在哥斯大黎加拉塞爾瓦生物站採集到的養殖真菌的螞蟻物種Apterostigma collare 的珊瑚真菌工蟻，在它的真菌花園裡。 圖片來源：Alex Wild

舒爾茨說：「滅絕事件對大多數生物來說可能是巨大的災難，但實際上對其他生物來說也可能是正面的。在白堊紀末期，恐龍的表現並不好，但真菌卻經歷了全盛時期。

這段時期大量繁殖的許多真菌可能以腐爛的落葉為食，這使它們與螞蟻有了密切的接觸。 這些昆蟲利用豐富的真菌作為食物，並在生命從滅絕事件中復甦後繼續依賴這些堅韌的真菌。

這項新研究也發現，螞蟻又花了近4,000 萬年才發展出高級農業。 研究人員能夠將這種先進做法的起源追溯到大約2700 萬年前。 當時，急劇變冷的氣候改變了全球的環境。 在南美洲，熱帶稀樹草原和草原等較乾燥的棲息地使大片潮濕的熱帶森林變得支離破碎。 當螞蟻把真菌從潮濕的森林帶到更乾燥的地區時，它們把真菌與野生的祖先族群隔離。 這些被隔離的真菌完全依賴螞蟻在乾旱的環境中生存，為今天剪葉蟻實行的高等農業系統奠定了基礎。

“螞蟻馴化這些真菌的方式與人類馴化農作物的方式相同，」舒爾茨說。 “不同尋常的是，我們現在可以確定高等螞蟻最初培育高等真菌的時間。”

編譯自/ SciTechDaily