在頭條里看到了一個(gè)有趣的問(wèn)題:
假如人類“duang”的一下全部消失状共，那現(xiàn)有的地球物種，誰(shuí)最可能成為下一個(gè)霸主谁帕？
其實(shí)峡继，如果人類真的消失的話，我認(rèn)為昆蟲(chóng)里的螞蟻是最有可能成為地球新主宰的匈挖。為什么碾牌？因?yàn)槲浵伿且活惛叨壬鐣?huì)化的、會(huì)相互合作的群體儡循，它們能通過(guò)觸角進(jìn)行簡(jiǎn)單地溝通交流舶吗。這種系統(tǒng)，其實(shí)和人類社會(huì)的交流合作非常相似择膝。
相信有很多同學(xué)看過(guò)富堅(jiān)老賊《全職獵人》里的嵌合蟻篇嗎誓琼？看看奇美拉蟻皇后那可怕的適應(yīng)和繁殖能力，她除了生出雜七雜八的兵蟻外肴捉，最可怕的是生出了最強(qiáng)悍蟻王和他的三個(gè)部下腹侣，人類至強(qiáng)者都沒(méi)法打敗王。在凱特齿穗、會(huì)長(zhǎng)等一系列高手倒下后傲隶，蟻王仍然沒(méi)有被干掉。最后窃页，強(qiáng)悍的蟻王卻倒在了一個(gè)滿臉鼻涕的人類失明女孩小麥懷里跺株。從某種程度上來(lái)看复濒，螞蟻也確實(shí)是最有可能替代人類成為主宰地球的另一種生物。
在現(xiàn)實(shí)世界中帖鸦，真實(shí)地存在一類擁有六千萬(wàn)年農(nóng)業(yè)種植系統(tǒng)的螞蟻群體——切葉蟻芝薇，可不要驚訝，這類螞蟻可是會(huì)自己種糧食的作儿。下面我們細(xì)細(xì)道來(lái)。
01 切葉蟻
切葉蟻馋劈，顧名思義攻锰，是專門(mén)切葉子的一類螞蟻。人們?cè)趤嗰R遜妓雾、南美洲的熱帶從林里均發(fā)現(xiàn)有一類螞蟻娶吞，專門(mén)采集樹(shù)葉或植物的葉子運(yùn)回巢穴里，然后用葉子來(lái)培養(yǎng)一種真菌械姻。這種真菌就是平時(shí)常說(shuō)的蘑菇妒蛇。種蘑菇干什么？主要是用來(lái)喂養(yǎng)它們的幼蟲(chóng)楷拳。據(jù)推測(cè)绣夺，切葉蟻掌握這項(xiàng)種植技術(shù)要遠(yuǎn)遠(yuǎn)早于人類。
那么問(wèn)題就來(lái)了欢揖，農(nóng)民在種莊稼的時(shí)候陶耍，必須是的種子的，切葉蟻種植使用的真菌種子是從哪里來(lái)的她混？當(dāng)然是蟻后烈钞，它自身攜帶有這種真菌的種子。雌蟻蟻后是有翅膀的坤按。一只雌蟻和多只雄蟻結(jié)合后毯欣，收集數(shù)量超過(guò)3億的精子，然后會(huì)尋找合適的地點(diǎn)臭脓，建立它的地下王國(guó)酗钞。在蟻后的口下囊儲(chǔ)存有她母親給它的少量菌圃，這樣谢鹊，它就可以建立自己的農(nóng)莊了算吩。所以，這個(gè)菌真是它們祖宗給留下來(lái)的珍貴寶貝了佃扼。
02 切葉蟻采集葉子和種植的過(guò)程
切葉蟻的分工是非常明確的偎巢，采集、守衛(wèi)兼耀、種植压昼、倒垃圾均有專業(yè)的螞蟻負(fù)責(zé)求冷。工蟻的主要任務(wù)是外出采集葉子，較小的工蟻將葉子切成小塊窍霞，磨成漿澆上糞便匠题，再由其他工蟻把漿液粘在一層干燥的葉子上，由其他工蟻把真菌轉(zhuǎn)移過(guò)程進(jìn)行種植但金。一般負(fù)責(zé)種植的螞蟻都屬于老矮的類型韭山。每個(gè)地方都有專門(mén)的兵蟻把守。
切葉蟻皮膚上有共生的鏈霉菌冷溃，能夠產(chǎn)生抗生素钱磅。種植過(guò)程很容易感染雜菌，工蟻會(huì)將多余菌絲剪去似枕，除了抑制真菌的生長(zhǎng)外盖淡，還要預(yù)防洞穴里氧氣不足使幼蟲(chóng)窒息的風(fēng)險(xiǎn)。螞蟻接觸真菌也是有風(fēng)險(xiǎn)的凿歼，一旦螞蟻被感染真菌褪迟，它會(huì)立即自己隔離自己，避免其他螞蟻被感染答憔，非常偉大味赃。
當(dāng)然，一旦雜菌泛濫攀唯，沒(méi)法控制洁桌，工蟻就需要帶著蟻后和幼蟲(chóng)離開(kāi)，去尋找新的地方安家侯嘀。而切葉蟻也需要學(xué)習(xí)這種耕作系統(tǒng)如何操作另凌，因而也被認(rèn)為它們的智商遠(yuǎn)高于其他螞蟻。所以戒幔，一旦人類消失吠谢，螞蟻有極有可能成為地球下一個(gè)主宰的。
03 切葉蟻與真菌共生系統(tǒng)的科學(xué)研究
一直以為只有人類具有農(nóng)業(yè)作物馴化的能力诗茎。其實(shí)工坊，這種行為并非人類特有。在昆蟲(chóng)里敢订，也有著高級(jí)的農(nóng)業(yè)耕作行為王污，這類螞蟻稱作真菌培植蟻（fungus-growing ants）。它們種植真菌的目的和人類相同楚午，為了獲取可信用的蛋白昭齐、脂肪和碳水化合物，而且在長(zhǎng)期的進(jìn)化過(guò)程里矾柜，它們和真菌形成了特殊的螞蟻-真菌共生系統(tǒng)阱驾。這個(gè)系統(tǒng)已經(jīng)進(jìn)化了幾千萬(wàn)年就谜，是一種和人類農(nóng)業(yè)規(guī)模養(yǎng)殖類似的農(nóng)業(yè)社會(huì)系統(tǒng)。
04 不斷進(jìn)化使其擁有了真菌種植的能力
和人類相似里覆，這類擁有種植行為的螞蟻起源于南美洲丧荐，這類螞蟻主要靠狩獵采集為生。在最開(kāi)始時(shí)喧枷，這些真菌種植螞蟻也是通過(guò)采集環(huán)境里的真菌為食虹统。它們和其他傳統(tǒng)的以狩獵或者采集為生的螞蟻相比，新陳代謝效率非常低割去。這種低效的生活方式一直持續(xù)窟却，直到具有種植和馴化真菌能力的螞蟻出現(xiàn)。
由于具有大規(guī)模種植真菌能力的螞蟻在長(zhǎng)久的進(jìn)化過(guò)程中呻逆，基因組積累并產(chǎn)生了許多新的變異來(lái)適應(yīng)新的生活方式∑械郏科學(xué)家已經(jīng)通過(guò)基因組學(xué)研究螞蟻與真菌的共生系統(tǒng)咖城，從分子層面闡明了螞蟻進(jìn)化過(guò)程中如何與真菌相互適應(yīng)的。
05 真菌培植蟻的真菌培育行為時(shí)間
在這一研究中呼奢，科學(xué)家分析了七種真菌培植螞蟻以及它們種植的真菌的基因組和轉(zhuǎn)錄組宜雀。主要有低級(jí)真菌螞蟻、高級(jí)真菌螞蟻和切葉蟻種植菌握础，代表了系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)上的新真菌螞蟻類群的所有屬級(jí)別重要分支辐董。通過(guò)全基因組分子鐘分析，研究人員發(fā)現(xiàn)螞蟻的種植行為最早起源于第三紀(jì)早期的低級(jí)真菌培植螞蟻禀综，約5.5-6千萬(wàn)年前简烘，此時(shí)地球剛剛經(jīng)歷過(guò)恐龍大滅絕。
這類螞蟻通過(guò)采集環(huán)境中的真菌進(jìn)行培育定枷。具有真菌培育馴化的高級(jí)真菌螞蟻約起源于3千萬(wàn)年前孤澎，正是從這時(shí)候開(kāi)始，不同的螞蟻物種開(kāi)始挑選自己適合的真菌物種進(jìn)行培植欠窒。
隨后螞蟻又轉(zhuǎn)化成具有高級(jí)馴化能力的切葉蟻覆旭，它們采集樹(shù)葉并利用樹(shù)葉的殘?jiān)鼘?duì)特定真菌進(jìn)行種植培養(yǎng)，這類螞蟻可以類似工業(yè)化的大規(guī)模培養(yǎng)真菌岖妄，形成巨大的蟻巢型将，一個(gè)蟻巢家族可以擁有上億個(gè)螞蟻個(gè)體。
研究指出荐虐，螞蟻和真菌的共進(jìn)化并不明顯七兜，低級(jí)真菌培植螞蟻與其種植的真菌是比較松散的共生關(guān)系。低級(jí)真菌螞蟻所栽培的種植菌缚俏，其碳水化合物降解能力最高惊搏，能給螞蟻提供更多的能量來(lái)源贮乳。也正是如此，早期的低級(jí)真菌培植蟻才會(huì)選擇這類真菌恬惯。這和人類選擇種植農(nóng)作物是相同的向拆，例如，玉米酪耳、小麥浓恳、水稻主要糧食作物。
研究人員發(fā)現(xiàn)碗暗，在被完全馴化的可栽培真菌中颈将，碳水化合物降解酶CAZymes的基因拷貝數(shù)量很低，這種現(xiàn)象可能是由于真菌培植蟻在進(jìn)化過(guò)程中言疗，逐漸變換成了功能性草食性晴圾，使它們自身?yè)碛辛烁鼜?qiáng)的碳水化合物分解能力。
另外噪奄，研究還發(fā)現(xiàn)在高級(jí)真菌培植螞蟻的真菌基因組中死姚，丟失了一個(gè)關(guān)鍵的木質(zhì)素酶域，木質(zhì)素降解酶基因的基因數(shù)目明顯低于低級(jí)真菌螞蟻的勤篮。
一般來(lái)說(shuō)都毒，真菌能夠降解葉子等植物里的木質(zhì)素，主要就是靠分泌的木質(zhì)素降解酶碰缔。而丟失了基因就意味著真菌無(wú)法分泌要質(zhì)素降解酶账劲，因而也就無(wú)法分解利用葉子了。
高級(jí)的真菌培植螞蟻經(jīng)常采集柔軟的葉子和花瓣來(lái)種植這類真菌金抡，這才導(dǎo)致其木質(zhì)素降解能力的下降瀑焦。也正是這種分解能力的喪失，阻止了被馴化的真菌再回到獨(dú)立腐生生活狀態(tài)竟终，使它們必須依靠螞蟻的培植才能繁殖下來(lái)蝠猬。這種獨(dú)特的共生方式使得真菌更加依賴切葉蟻，使切葉蟻能給順利培育真菌统捶。
“作物馴化和農(nóng)業(yè)文明的出現(xiàn)對(duì)人類社會(huì)的演化產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響榆芦。人類在作物馴化的過(guò)程中，通過(guò)雜交等手段使得作物基因組發(fā)生了巨大的變化從而獲得人類所需要的作物性狀喘鸟，同時(shí)人類自身的基因組也隨著農(nóng)業(yè)文明的發(fā)展逐漸發(fā)生了適應(yīng)性變化匆绣。比如酒精降解酶和乳糖分解酶在不同地區(qū)人群活力的差異化就跟農(nóng)業(yè)的發(fā)展有著密切的關(guān)系∈埠冢”文章通訊作者崎淳，國(guó)家基因庫(kù)生物多樣性基因組學(xué)研究組負(fù)責(zé)人張國(guó)捷表示，“這類真菌種植螞蟻為我們研究這種雙向適應(yīng)演化過(guò)程提供了絕佳模式生物愕把，螞蟻在培育真菌的過(guò)程中拣凹，不僅改變了真菌的基因組森爽，自身同樣經(jīng)歷了類似人類適應(yīng)農(nóng)業(yè)文明所產(chǎn)生的基因組變化。這些相似的歷史過(guò)程的發(fā)生并非偶然嚣镜，而是我們所希望尋找的自然規(guī)律爬迟。”
丹麥哥本哈根大學(xué)社會(huì)進(jìn)化中心的Nygaard博士表示菊匿，這些螞蟻解決了人類農(nóng)業(yè)中存在的許多問(wèn)題付呕。例如，在螞蟻的農(nóng)業(yè)種植系統(tǒng)里跌捆，有一流的衛(wèi)生環(huán)境徽职、有效的害蟲(chóng)管理、利用合成殺菌劑和抗生素的方式來(lái)防止疾病的發(fā)生佩厚。這些方式都是通過(guò)自然選擇進(jìn)化形成的姆钉，而非通過(guò)科技手段實(shí)現(xiàn)。
不論是人類抄瓦，還是螞蟻育韩，終究是大自然的一分子。作為地球主宰的人類闺鲸，隨著環(huán)保意識(shí)的加強(qiáng)和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，從動(dòng)物那里將能學(xué)習(xí)更多有用的知識(shí)埃叭，與自然和諧共生摸恍，保護(hù)好生態(tài)環(huán)境，才不會(huì)在自然選擇的過(guò)程中被淘汰赤屋。
參考資料：Mehdiabadi N J , Mueller U G , Brady, Seán G, et al. Symbiont fidelity and the origin of species infungus-growing ants[J]. Nature Communications, 2012, 3:840.
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