基因資料庫顯示，有些真菌作物在 2,700 萬年前就完全依賴螞蟻

當人類幾千年前開始種植農作物時，農業已經存在了數百萬年。事實上，早在人類作為一個物種進化之前，一些動物譜係就已經開始種植自己的食物了。

根據一項新研究，螞蟻群開始耕種6600 萬年前，一顆小行星撞擊地球。這種影響導致了全球性的大規模滅絕，但也為真菌的繁盛創造了理想的條件。具有創新精神的螞蟻開始培育真菌，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。

10 月 3 日發表在期刊上的一篇論文科學，史密森尼國家自然歷史博物館的科學家分析了數百種真菌和螞蟻的遺傳數據，以繪製詳細的進化樹。透過比較這些樹木，研究人員得以創建螞蟻農業的演化時間表，並找出螞蟻第一次開始培育真菌的時間。

「螞蟻從事農業和真菌種植的歷史比人類存在的歷史要長得多，」昆蟲學家特德·舒爾茨（Ted Schultz）說，他是博物館螞蟻館的館長，也是這篇新論文的主要作者。 “我們或許可以從這些螞蟻在過去 6600 萬年的農業成功中學到一些東西。”

近 250 種不同種類的螞蟻在美洲和加勒比海地區養殖真菌。研究人員根據這些螞蟻的栽培策略將它們分為四種農業系統。

切葉蟻是實行最先進策略的螞蟻之一，稱為高等農業。這些螞蟻收穫一些新鮮的植被，為它們的真菌提供食物，而真菌又為螞蟻生長食物，稱為“gongylidia”。這種食物有助於為數量達數百萬的複雜切葉蟻群提供燃料。

舒爾茨花了 35 年研究螞蟻和真菌之間的演化關係。他對中美洲和南美洲的地區進行了 30 多次考察，觀察野外的這種相互作用，並在博物館的實驗室裡飼養了切葉蟻和其他真菌養殖螞蟻。

多年來，舒爾茨和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。

這些樣本庫存對於新論文至關重要。

舒爾茨說：“為了真正檢測模式並重建這種關聯如何隨時間演變，你需要大量螞蟻及其真菌品種的樣本。”

團隊使用樣本進行定序475 種不同的真菌（其中 288 種由螞蟻培育）和 276 種不同的螞蟻（其中 208 種培育真菌）——迄今為止收集的最大的真菌養殖螞蟻遺傳數據集。

這使得研究人員能夠創建這兩個群體的演化樹。將野生真菌物種與其栽培近緣物種進行比較，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，螞蟻和真菌已經交織在一起 6,600 萬年。這大約是白堊紀末期一顆小行星撞擊地球的時間。這場災難性的碰撞使大氣中充滿了灰塵和碎片，這些灰塵和碎片遮擋了陽光，並阻礙了光合作用多年。由此產生的大規模滅絕消滅了當時地球上大約一半的植物物種。

然而，這場災難對真菌來說卻是福音。這些生物體在消耗掉地上大量死去的植物材料時繁殖起來。

舒爾茨說：“滅絕事件對大多數生物體來說可能是巨大的災難，但實際上對其他生物體來說可能是積極的。” “白堊紀末期，恐龍的表現並不好，但真菌經歷了鼎盛時期。”

在此期間繁殖的許多真菌可能以腐爛的落葉為食，這使它們與螞蟻密切接觸。這些昆蟲利用豐富的真菌作為食物，並在生命從環境中恢復時繼續依賴耐寒的真菌。。

這項新研究也表明，螞蟻又花了近 4,000 萬年才發展出高等農業。研究人員能夠將這種先進實踐的起源追溯到大約 2700 萬年前。此時，迅速變冷的氣候改變了全球的環境。

在南美洲，木質稀樹草原和草原等乾燥的棲息地破壞了大片潮濕的土地，。當螞蟻將真菌從潮濕的森林帶到乾燥的地區時，它們會將真菌與其野生祖先族群隔離。孤立的真菌完全依賴螞蟻在乾旱條件下生存，為高級農業系統的發展奠定了基礎。今天。

「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。 “非凡的是，現在我們可以確定高等螞蟻最初培育高等真菌的時間。”