De acordo com um novo estudo, colônias de formigas começaram a cultivar fungos quando um asteroide atingiu a Terra há 66 milhões de anos.
Por Smithsonian com informações de Science Daily.
Mycetophylax asper , coletada em Santa Catarina, Brasil, em 2014, em seu jardim de fungos. Crédito: Don Parsons.
Quando os humanos começaram a cultivar plantações há milhares de anos, a agricultura já existia há milhões de anos. Na verdade, várias linhagens animais cultivam seus próprios alimentos desde muito antes de os humanos evoluírem como espécie.
De acordo com um novo estudo, colônias de formigas começaram a cultivar fungos quando um asteroide atingiu a Terra há 66 milhões de anos. Esse impacto causou uma extinção em massa global, mas também criou condições ideais para os fungos prosperarem. Formigas inovadoras começaram a cultivar os fungos, criando uma parceria evolutiva que se tornou ainda mais fortemente interligada há 27 milhões de anos e continua até hoje.
Em um artigo publicado em 3 de outubro, no periódico Science, cientistas do Museu Nacional de História Natural do Smithsonian analisaram dados genéticos de centenas de espécies de fungos e formigas para elaborar árvores evolutivas detalhadas. Comparar essas árvores permitiu que os pesquisadores criassem uma linha do tempo evolutiva da agricultura de formigas e identificassem quando as formigas começaram a cultivar fungos.
“As formigas praticam agricultura e cultivo de fungos há muito mais tempo do que os humanos existem”, disse o entomologista Ted Schultz, curador de formigas do museu e autor principal do novo artigo. “Provavelmente poderíamos aprender algo com o sucesso agrícola dessas formigas nos últimos 66 milhões de anos.”
Quase 250 espécies diferentes de formigas nas Américas e no Caribe cultivam fungos. Pesquisadores organizam essas formigas em quatro sistemas agrícolas com base em suas estratégias de cultivo. As formigas cortadeiras estão entre aquelas que praticam a estratégia mais avançada, conhecida como agricultura superior. Essas formigas colhem pedaços de vegetação fresca para fornecer sustento para seus fungos, que por sua vez cultivam alimentos para as formigas chamadas Gongylidia. Esse alimento ajuda a alimentar colônias complexas de formigas cortadeiras que podem chegar a milhões.
Schultz passou 35 anos estudando a relação evolutiva entre formigas e fungos. Ele conduziu mais de 30 expedições a locais na América Central e do Sul para observar essa interação na natureza e criou colônias de formigas cortadeiras e outras formigas cultivadoras de fungos em seu laboratório no museu. Ao longo dos anos, Schultz e colegas coletaram milhares de amostras genéticas de formigas e fungos de todos os trópicos.
Esse estoque de amostras foi crucial para o novo artigo.
“Para realmente detectar padrões e reconstruir como essa associação evoluiu ao longo do tempo, você precisa de muitas amostras de formigas e suas cultivares de fungos”, disse Schultz.
A equipe usou as amostras para sequenciar dados genéticos de 475 espécies diferentes de fungos (288 das quais são cultivadas por formigas) e 276 espécies diferentes de formigas (208 das quais cultivam fungos) — o maior conjunto de dados genéticos de formigas cultivadoras de fungos já reunido. Isso permitiu que os pesquisadores criassem árvores evolutivas dos dois grupos. Comparar espécies de fungos selvagens com seus parentes cultivados ajudou os pesquisadores a determinar quando as formigas começaram a utilizar certos fungos.
No entanto, essa catástrofe foi uma bênção para os fungos. Esses organismos proliferaram enquanto consumiam o abundante material vegetal morto espalhado pelo chão.
“Eventos de extinção podem ser grandes desastres para a maioria dos organismos, mas podem ser positivos para outros”, disse Schultz. “No final do Cretáceo, os dinossauros não se saíram muito bem, mas os fungos tiveram um apogeu.”
Muitos dos fungos que proliferaram durante esse período provavelmente se banquetearam com folhas em decomposição, o que os colocou em contato próximo com formigas. Esses insetos aproveitaram os fungos abundantes como alimento e continuaram a depender dos fungos resistentes enquanto a vida se recuperava do evento de extinção.
O novo trabalho também revelou que levou quase outros 40 milhões de anos para que as formigas desenvolvessem uma agricultura superior. Os pesquisadores conseguiram rastrear a origem dessa prática avançada até cerca de 27 milhões de anos atrás. Nessa época, um clima de resfriamento rápido transformou ambientes ao redor do globo. Na América do Sul, habitats mais secos, como savanas arborizadas e pastagens, fraturaram grandes faixas de florestas tropicais úmidas. Quando as formigas tiraram os fungos das florestas úmidas e os levaram para áreas mais secas, elas isolaram os fungos de suas populações ancestrais selvagens. Os fungos isolados tornaram-se completamente dependentes das formigas para sobreviver nas condições áridas, definindo o curso para o sistema de agricultura superior praticado pelas formigas cortadeiras hoje.
“As formigas domesticaram esses fungos da mesma forma que os humanos domesticaram as plantações”, disse Schultz. “O extraordinário é que agora podemos datar quando as formigas superiores cultivaram originalmente os fungos superiores.”
Além de Schultz, o novo artigo incluiu contribuições de vários coautores afiliados ao Museu Nacional de História Natural, incluindo Jeffrey Sosa-Calvo, Matthew Kweskin, Michael Lloyd, Ana Ješovnik e Scott E. Solomon. O estudo também inclui autores afiliados à Universidade de Utah; Royal Botanic Gardens, Kew; University of California em Berkeley; US Department of Agriculture; São Paulo State University; Instituto de Investigaciones Científicas y Servicios de Alta Tecnología; Smithsonian Tropical Research Institute; University of Copenhagen; Emory University; McMaster University; Universidade Federal de Uberlândia; Arizona State University; University of Hohenheim; e Louisiana State University.
A pesquisa foi apoiada pela Fundação Nacional de Ciências dos EUA; pelo Smithsonian; pela Universidade de Maryland; pelo Conselho Estadual de Regentes da Louisiana; pelo Sistema Nacional de Investigação; pela Fundação Cosmos Club; pelo Explorer’s Club em Washington, DC; pela Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo; pelo Conselho Brasileiro de Pesquisa e Desenvolvimento Científico; pela Agência Federal Brasileira de Apoio e Avaliação do Ensino de Pós-Graduação; pelo Royal Botanic Gardens, Kew; e pela Fundação Carl Zeiss.
Fonte da história:
Materiais fornecidos pelo Smithsonian . Nota: O conteúdo pode ser editado quanto ao estilo e comprimento.
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Referência do periódico :
Ted R. Schultz, Jeffrey Sosa-Calvo, Matthew P. Kweskin, Michael W. Lloyd, Bryn Dentinger, Pepijn W. Kooij, Else C. Vellinga, Stephen A. Rehner, Andre Rodrigues, Quimi V. Montoya, Hermógenes Fernández-Marín, Ana Ješovnik, Tuula Niskanen, Kare Liimatainen, Caio A. Leal-Dutra, Scott E. Solomon, Nicole M. Gerardo, Cameron R. Currie, Mauricio Bacci, Heraldo L. Vasconcelos, Christian Rabeling, Brant C. Faircloth, Vinson P. Doyle. The coevolution of fungus-ant agriculture. Science, 2024; 386 (6717): 105 DOI: 10.1126/science.adn7179
