قم بالتسجيل في النشرة الإخبارية للعلوم Wonder Theory على قناة CNN. استكشف الكون بأخبار الاكتشافات الرائعة والتقدم العلمي والمزيد.
ربما تكون قد شاهدت النمل قاطع الأوراق وهو يحمل قطعًا من النباتات، ربما في فيلم وثائقي عن الطبيعة، أو في متحف للعلوم أو في أغنية “دائرة الحياة” في بداية فيلم الرسوم المتحركة لشركة ديزني عام 1994 “الأسد الملك”.
لا يأكل هذا النمل أوراق الشجر، بل يعيدها إلى أعشاشه لإطعام حديقة من الفطريات التي تنتج الغذاء للنمل.
استخدم الباحثون الآن تحليل الحمض النووي للكشف عن المدة التي قضاها النمل في زراعة الفطريات، وهو ما تم وصفه الآن في دراسة نشرت يوم الخميس في مجلة ساينس. اتضح أن هذه الحشرات كانت من أصغر المزارعين في العالم منذ 66 مليون عام، ويرجع الفضل في ذلك جزئيًا إلى الكويكب الذي ضرب الأرض وأطلق سلسلة من الأحداث التي أدت إلى انقراض الديناصورات.
الفطريات هي مملكة حياة ترتبط ارتباطًا وثيقًا بالحيوانات أكثر من النباتات، ويستهلك الكثير منها المواد النباتية المتحللة. تقوم بعض الفطريات بتكوين أجسام ثمرية نعرفها بالفطر كجزء من دوراتها التكاثرية، ولكنها تنتج أيضًا شبكة متفرعة من الهياكل الخيطية تسمى الخيوط. منذ 150 عامًا بالضبط، اكتشف العلماء لأول مرة أن النمل قاطع الأوراق كان يزرع حدائق من الفطريات داخل أعشاشه، ويغذي قطع الفطريات من الأوراق ويأكل بدوره أطراف الشبكات الفطرية.
قال مؤلف الدراسة الرئيسي الدكتور تيد ر. شولتز، عالم الحشرات البحثي وأمين غشاء البكارة في متحف سميثسونيان الوطني للتاريخ الطبيعي في واشنطن العاصمة: “يمارس النمل الزراعة تمامًا مثل البشر”. “إنهم يمتلكون أدمغة صغيرة، ومع ذلك فإنهم يتمكنون من تنفيذ هذه المجموعة المعقدة من السلوكيات.”
إن الفهم الأفضل لممارسات تربية النمل التي أفادت الحشرات والفطريات على مر العصور يمكن أن يساعد البشر يومًا ما على تطوير أساليب زراعية أكثر فعالية، وفقًا لشولتز.
يعتني مزارعو النمل بحدائق الفطريات
كان شولتز يدرس النمل الذي يزرع الفطريات، بما في ذلك قاطعات الأوراق، لأكثر من 35 عامًا لمحاولة معرفة كيفية تطور هذا السلوك غير العادي.
ولتتبع تطور هذه العلاقة بين النمل والفطريات، قام شولتز وزملاؤه ببناء أشجار عائلية معقدة. وباستخدام الحمض النووي المأخوذ من 475 نوعًا من الفطريات، بما في ذلك 288 نوعًا من المعروف أن النمل يزرعها، قام الباحثون بتجميع كيفية ارتباط كل هذه الكائنات الحية ببعضها البعض. وفعل فريق الدراسة الشيء نفسه مع 276 نوعا من النمل، بما في ذلك 208 نوعا من مزارعي الفطريات.
تعتمد أشجار العائلة على مدى تشابه أو اختلاف جينومات الأنواع المختلفة، ويتم تحديد أطوال فروع الشجرة من خلال مقدار التغير الجيني الموجود من نوع إلى آخر. غالبًا ما ترتبط هذه الاختلافات الجينية بالوقت، حيث يتطلب المزيد من التنوع مزيدًا من الوقت للتطور. ومن خلال الجمع بين كل شجرة عائلة وأحافير نادرة من الفطريات والنمل، على التوالي، تمكن العلماء من التأكد من المدة التي تفرع فيها النمل والفطريات إلى عائلات وأنواع حية اليوم.
ووجد الباحثون أن أسلاف الفطريات الحديثة التي يزرعها النمل بدأت في التطور منذ 66 مليون سنة، وهو نفس الوقت الذي اصطدم فيه كويكب ضخم بما يعرف الآن بشبه جزيرة يوكاتان في تشيككسولوب بالمكسيك. وقد حجبت سحابة الغبار الناتجة عن الاصطدام ضوء الشمس، مما تسبب في موت كبير للنباتات والحيوانات، بما في ذلك الديناصورات (باستثناء الطيور). لكن يبدو أن هذا التدمير والانحلال كان بمثابة فرصة ذهبية للفطريات التي تحلل النباتات الميتة.
وقال شولتز: “هناك بالفعل أدلة على أن الفطريات انتشرت لفترة وجيزة مباشرة بعد نهاية العصر الطباشيري-الباليوجيني”.
تنوعت أيضًا أسلاف قاطعي الأوراق الحديثين وغيرهم من النمل الذي يزرع الفطريات في هذا الوقت تقريبًا، ويبدو أنهم تطوروا جنبًا إلى جنب مع الفطريات على مر السنين إلى درجة أن بعض النمل “استأنس” أنواعًا من الفطريات التي لا توجد اليوم إلا في أعشاش النمل.
واتفقت الدكتورة كوري مورو، أستاذة علم الحشرات وعلم الأحياء التطوري بجامعة كورنيل شمال ولاية نيويورك، مع فرضية شولتز القائلة بأن تأثير الكويكب أدى إلى تطور زراعة الفطريات لدى النمل.
قال مورو، الذي لم يشارك في الدراسة: “إنها واحدة من تلك الأشياء التي لا يمكنهم إثباتها أبدًا ما لم نحصل على آلة زمنية، لكنهم يربطون ما يحدث مع الفطريات والنمل بما كان يحدث عالميًا”. “يمكنك أن ترى هذه العلاقة بين شخصين تقريبًا.”
علاقات متبادلة المنفعة
يبدو أن هذا التاريخ التطوري المشترك قد أفاد كلا من النمل والفطريات فيما يسمى بالتبادلية. يحصل النمل على الطعام، وتحصل الفطريات على المسكن والطعام، بالإضافة إلى رعاية النمل بعناية وفرصة الانتشار عندما تغزو الحشرات مناطق جديدة.
وقال شولتز: “عندما تستعد الملكة الابنة لمغادرة عش والدتها وبدء عشها الخاص، فإنها تأخذ القليل من فطر والدتها في فمها”.
يساعد النمل والفطريات بعضهما البعض، لكن قد يكون بوسعهما مساعدة المزارعين من البشر أيضًا.
وقال شولتز: “لقد مارس البشر الزراعة منذ 12 ألف عام”. “النمل لمدة 66 مليون سنة.”
يستخدم النمل البكتيريا المفيدة للحفاظ على صحة محاصيله الفطرية من الأمراض، ويبدو أنه حقق نجاحًا أكبر مما يفعله المزارعون البشريون في كثير من الأحيان مع محاصيلهم.
وقال شولتز: “إننا نتعامل باستمرار مع مقاومة المضادات الحيوية ونحاول إيجاد مضادات حيوية جديدة للتغلب على ذلك”. “إذا تمكنا من معرفة كيف كانوا يفعلون ذلك، فلا أرى كيف لم يتمكن ذلك من إثراء ممارسة الزراعة البشرية وتحسينها.”
كيت جوليمبيوسكي هو كاتب علمي مستقل مقيم في شيكاغو ومهوس بعلم الحيوان والديناميكا الحرارية والموت.
لمزيد من الأخبار والنشرات الإخبارية لـ CNN، قم بإنشاء حساب على CNN.com