Akar Böceği Tarımı 66 Milyon Yıl Önce, Dinazorları Yok Eden Asteroitten Sonra Başladı

İnsanların binlerce yıl önce tarım yapmaya başlamasıyla, tarım zaten milyonlarca yıldır var oluyordu. Aslında, birkaç hayvan türü, insanlar evrimleşmeden çok önce kendi yiyeceklerini yetiştiriyordu.

Yeni bir çalışmaya göre, karınca kolonileri, 66 milyon yıl önce Dünya’ya çarpan bir asteroit ile mantar yetiştirmeye başladı. Bu etki, küresel bir kitlesel yok oluşa yol açtı ancak aynı zamanda mantarların gelişmesi için ideal koşullar yarattı. Yenilikçi karıncalar, mantarları yetiştirmeye başladı ve bu, 27 milyon yıl önce daha da sıkı bir evrimsel ortaklık haline geldi ve günümüze kadar devam ediyor.

3 Ekim’de Science dergisinde yayımlanan bir makalede, Smithsonian Ulusal Doğa Tarihi Müzesi’ndeki bilim insanları, yüzlerce mantar ve karınca türünden genetik verileri analiz ederek ayrıntılı evrimsel ağaçlar oluşturdu. Bu ağaçları karşılaştırarak, araştırmacılar karınca tarımının evrimsel zaman çizelgesini oluşturmayı ve karıncaların mantarları ne zaman yetiştirmeye başladığını belirlemeyi başardı.

Müzede karınca küratörü ve yeni makalenin baş yazarı olan entomolog Ted Schultz, “Karıncalar, insanların var olduğu zamandan çok daha uzun süredir tarım yapıyor ve mantar yetiştiriyor,” dedi. “Bu karıncaların son 66 milyon yıl içindeki tarımsal başarılarından bir şeyler öğrenebiliriz.”

Amerika ve Karayipler’de yaklaşık 250 farklı karınca türü mantar yetiştiriyor. Araştırmacılar, bu karıncaları dört tarımsal sisteme göre düzenliyor. Yaprak kesici karıncalar, en gelişmiş strateji olan “yüksek tarım” uygulayanlar arasında yer alıyor. Bu karıncalar, mantarları beslemek için taze bitki parçaları toplar ve bu mantarlar, karıncalar için gongylidia adı verilen yiyecekler üretir. Bu yiyecek, milyonlarca bireyden oluşabilen karmaşık yaprak kesici karınca kolonilerini beslemeye yardımcı olur.

Schultz, karıncalar ve mantarlar arasındaki evrimsel ilişkiyi incelemek için 35 yılını harcadı. Orta ve Güney Amerika’daki çeşitli yerlerde bu etkileşimi gözlemlemek için 30’dan fazla keşif yaptı ve müzedeki laboratuvarında yaprak kesici ve diğer mantar yetiştiren karınca kolonilerini yetiştirdi. Yıllar içinde Schultz ve meslektaşları, tropikal bölgelerden binlerce genetik örnek topladı.

Bu örnek yığını, yeni makale için kritik öneme sahipti.

“Bu ilişkinin zaman içinde nasıl evrildiğini tespit etmek ve kalıpları yeniden oluşturmak için, karıncalardan ve mantarların kültivasyonlarından birçok örneğe ihtiyaç var,” dedi Schultz.

Ekip, 475 farklı mantar türünün (288’i karıncalar tarafından yetiştirilen) ve 276 farklı karınca türünün (208’i mantar yetiştiren) genetik verilerini dizileyerek, şimdiye kadar oluşturulan en büyük mantar yetiştiren karınca genetik veri setini oluşturdu. Bu, araştırmacıların her iki grubun evrimsel ağaçlarını oluşturmasını sağladı. Vahşi mantar türlerini, yetiştirilen akrabalarıyla karşılaştırmak, araştırmacıların karıncaların belirli mantarları ne zaman kullanmaya başladığını belirlemesine yardımcı oldu.

Veriler, karıncalar ve mantarların 66 milyon yıl boyunca iç içe geçmiş olduğunu ortaya koydu. Bu, Kretase döneminin sonunda Dünya’ya çarpan bir asteroit zamanında gerçekleşiyor. Bu felaket, atmosferi toz ve molozlarla doldurdu ve güneşi engelleyerek fotosentezi yıllarca önledi. Sonuç olarak meydana gelen kitlesel yok oluş, o sırada dünyada var olan bitki türlerinin yaklaşık yarısını yok etti.

Ancak bu felaket, mantarlar için bir nimet oldu. Bu organizmalar, yerdeki bol ölü bitki materyalini tüketerek çoğaldılar.

Schultz, “Yok oluş olayları çoğu organizma için büyük felaketler olabilir, ancak diğerleri için olumlu olabilir,” dedi. “Kretase’nin sonunda, dinazorlar pek iyi gitmedi ama mantarlar bir altın çağ yaşadı.”

Bu dönemde çoğalan mantarların çoğunun muhtemelen çürüyen yaprak litteriyle beslendiği ve bu durumun karıncalar ile yakın temas kurmalarına yol açtığı düşünülüyor. Bu böcekler, bol bulunan mantarları yiyecek olarak kullandılar ve yok oluş olayından sonra yaşam geri dönerken bu dayanıklı mantarlara bağımlılıklarını sürdürdüler.

Yeni çalışma ayrıca, karıncaların yüksek tarımı geliştirmesi için neredeyse başka 40 milyon yıl geçmesi gerektiğini ortaya koydu. Araştırmacılar, bu gelişmiş pratiğin kökenlerini yaklaşık 27 milyon yıl öncesine kadar takip edebildiler. Bu dönemde, hızla soğuyan iklim, dünya genelindeki çevreleri dönüştürdü. Güney Amerika’da, daha kuru ortamlar, ağaçlı savanlar ve çayırlar, geniş tropik orman alanlarını parçalayarak. Karıncalar mantarları nemli ormanlardan alıp daha kuru bölgelere taşıdıklarında, mantarları vahşi atalarından tamamen izole ettiler. İzole edilen mantarlar, kuru koşullarda hayatta kalmak için tamamen karıncalara bağımlı hale geldi ve bugün yaprak kesici karıncaların uyguladığı yüksek tarım sisteminin yolunu açtı.

“Karıncalar bu mantarları, insanların ürünleri evcilleştirdiği şekilde evcilleştirdi,” diyen Schultz, “Şu anda, yüksek karıncaların ilk kez yüksek mantarları ne zaman yetiştirdiğini tarihleyebiliyoruz,” diye ekledi.

Yeni makalede, Schultz’a, Smithsonian Ulusal Doğa Tarihi Müzesi’nden Jeffrey Sosa-Calvo, Matthew Kweskin, Michael Lloyd, Ana Ješovnik ve Scott E. Solomon gibi birkaç ortak yazar da eşlik etti. Çalışma ayrıca Utah Üniversitesi; Kew Kraliyet Botanik Bahçeleri; Kaliforniya Üniversitesi, Berkeley; ABD Tarım Bakanlığı; São Paulo Eyalet Üniversitesi; Instituto de Investigaciones Científicas y Servicios de Alta Tecnología; Smithsonian Tropikal Araştırma Enstitüsü; Kopenhag Üniversitesi; Emory Üniversitesi; McMaster Üniversitesi; Universidade Federal de Uberlândia; Arizona Eyalet Üniversitesi; Hohenheim Üniversitesi ve Louisiana Eyalet Üniversitesi ile bağlantılı yazarları da içermektedir.

Araştırma, ABD Ulusal Bilim Vakfı; Smithsonian; Maryland Üniversitesi; Louisiana Eyalet Yönetim Kurulu; Sistema Nacional de Investigación; Cosmos Club Vakfı; Washington D.C.’deki Explorer’s Club; São Paulo Araştırma Vakfı; Brezilya Araştırma ve Bilimsel Geliştirme Konseyi; Brezilya Lisansüstü Eğitim Desteği ve Değerlendirme Federal Ajansı; Kew Kraliyet Botanik Bahçeleri; ve Carl Zeiss Vakfı tarafından desteklenmiştir.

Bu yazı sciencedaily.com sitesinde yayınlanmıştır.