I primi agricoltori? Furono le formiche tagliafoglie, durante l’estinzione dei dinosauri

Le formiche tagliafoglie (Atta) delle regioni tropicali delle Americhe sono probabilmente l’esempio più noto e raffinato di insetti che mettono in pratica una sorta di orticoltura: affettano le foglie in modo da creare l’ambiente ideale per la crescita dei funghi all’interno del proprio nido per poi raccoglierli come fonte di cibo.

Le diverse specie di formiche che attuano questa relazione simbiotica sembrano, secondo studi genetici, essersi specializzate nel cooperare con uno specifico ceppo di funghi ma ancora non è chiaro come questa relazione sia nata poiché non abbiamo una buona conoscenza della versione non domesticata dei funghi coltivati dalle formiche.

Un nuovo studio guidato da ricercatori dello Smithsonian’s National Museum of Natural History prende in esame una grande quantità di funghi e formiche nel tentativo di delineare un quadro più preciso di questa linea evolutiva: lo studio genomico ha riguardato 475 specie di funghi e 276 specie di formiche, includendo sia specie “agricole” che le specie strettamente imparentate ma che non adottano questa pratica. La ricerca mirava inoltre a comprendere l’esatto grado di relazione fra le specie e quando si fossero separate da un antenato comune e diversificate. I risultati suggeriscono questa sorta di agricoltura sia nata nel periodo di crisi che portò al termine del Cretaceo alla scomparsa dell’80% delle specie viventi (evento K-T), fra cui i dinosauri.

La nascita dell’agricoltura degli esseri umani potrebbe risalire a 23000 anni fa, in Mesopotamia

I geni presi in esame sono oltre duemila: essi si saranno adeguati alle nuove condizioni create proprio dall’adozione dell’agricoltura e le mutazioni potrebbero essere avvenute molto più rapidamente di quanto ci si potrebbe aspettare, facendo apparire tali mutazioni, e quindi la separazione e la diversificazione fra una specie e l’altra, molto più antiche di quanto siano in realtà. Da qui la necessità di prenderne in considerazione una quantità elevata e ridurre il rischio di distorsioni nelle statistiche dovute a valori anomali.

La suddivisione nell’analisi è stata effettuata prendendo in considerazione la tipologia di agricoltura praticata da ogni formica: alcune specie coltivano lieviti, altre funghi corallo (Clavariacee) o addirittura selezionano varietà più specifiche particolarmente adatte alla coltivazione, un’agricoltura sofisticata come nel caso delle formiche tagliafoglie.

Con una sola eccezione, un gruppo di tagliafoglie che non sembra evidenziare parentele con nessuno degli altri, tutti questi gruppi sono strettamente relazionati, inseriti in un grande gruppo che coopera opportunisticamente con i funghi ma non è specializzato nella coltivazione di una singola specie.

I coltivatori di lieviti sono strettamente imparentati fra di loro così come lo sono i coltivatori di funghi corallo e ciascuno discende da una singola specie ancestrale. Anche le specie agricole più sofisticate si raggruppano in questo legame di parentela e le specie di tagliafoglie sono sparse in questo supergruppo (a parte quell’unica eccezione).

I risultati sono analoghi riguardo i funghi: le specie di lievito allevate sono tutte correlate fra loro e lo stesso vale per i funghi corallo, anche se in questo caso vi sono due ceppi selvatici all’interno del gruppo. Le varietà più adattate all’agricoltura formano un proprio gruppo, tutte strettamente correlate alle varietà di lievito, e inframezzate da una sola varietà selvatica. Infine, tutte le specie coltivate dalle tagliafoglie sono riunite in un unico gruppo.

Formiche tagliafoglie: Altre specie “coltivano” il proprio cibo, come il sorprendente piccolo roditore Geomys pinetis

L’antenato comune più recente visse, tracciando all’indietro la linea genetica, prima della grande estinzione del Cretaceo, alla quale sopravvisse. Secondo i modelli teorici odierni, le polveri sollevate dall’asteroide che impattò in quello che oggi è lo Yucatan oscurarono il mondo intero per un paio d’anni impedendo il processo di fotosintesi nei vegetali.
I funghi avrebbero al contrario prosperato grazie alla gran quantità di materia biologica in decomposizione e le formiche avrebbero a loro volta iniziato ad adattarsi a questa nuova situazione.

L’ampiezza del gruppo di formiche che vive in simbiosi con i funghi è coerente con questo scenario, tuttavia la maggior parte delle specie agricole comparve a partire da 35 milioni di anni dopo l’evento estinzione.
Secondo i ricercatori la transizione fra le Epoche chiamate Eocene e Oligocene sarebbe caratterizzata fra l’altro da un prosciugamento delle regioni tropicali americane, proprio dove si evolsero le formiche coltivatrici di funghi, portando a una riduzione nella disponibilità di questi ultimi e provocando una selezione nelle specie di formiche permettendo a quelle con maggiori abilità agricole, quindi nel creare appositamente ambienti adatti al prosperare dei funghi, di sopravvivere a questo ulteriore cambiamento globale.

Il periodo è compatibile anche con i ceppi di funghi del gruppo dei lieviti utilizzati dalle formiche agricole, sebbene d’altra parte l’origine delle formiche che coltivano i funghi corallo sembri essere di dieci milioni di anni successiva.

Questo studio contribuisce a fornire un quadro più chiaro riguardo l’origine dell’agricoltura delle formiche, con ragionevoli indicazioni riguardo gli eventi che potrebbero aver indotto le selezioni lungo la strada evolutiva. I prossimi passi includeranno la comprensione su base genetica delle modifiche nel comportamento delle formiche ma anche le modalità attraverso cui i funghi stessi si sono adattati alle condizioni create dalle formiche coltivatrici, e per questo sarà necessario approfondire il confronto fra le specie fungine “allevate” e quelle che vivono autonomamente.

Fonte: The coevolution of fungus-ant agriculture, Science (ottobre 2024)

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