Under regnskovets baldakin bygger et lavt brøl fra insekter til periodiske crescendos som auburn- og mandarinfarvede blade, der er større end middagsplader, flyder ned fra grene ovenfor. Scarlet ara og gul-kamrede tukaner udsender raspy opkald. Capuchin-aber falder detritus fra træerne ned på fire biologer, der kaster sig langs en streg af Amazonas regnskov, kun få timers kørsel nord for Manaus, Brasilien. Inden i denne enorme jungelkanal, der løber ubrudt i hundreder af miles til den venezuelanske grænse, jager de efter ledetråde for at forklare en ekstraordinær evolutionær begivenhed.
Relateret indhold
- EO Wilson opfordrer morgendagens forskere til at søge jordens uopdagede rigdom
Et sted i nærheden af dette sted for 50 millioner år siden, efter at dinosaurerne forsvandt, begyndte visse myrearter at dyrke og spise svamp. Af alle dyr på jorden dyrker kun disse særlige myrer, flere slags biller og termitter - og naturligvis mennesker - deres egen mad. På en eller anden måde gik denne nye myrestamme, attinerne - i antropomorfe vendinger - fra at være jæger-samlere til landmænd. Hvordan og hvorfor de gjorde det forbliver et fristende mysterium.
Ted Schultz, en forskningsentomolog fra Smithsonian Institution National Museum of Natural History, knæer sammen med intensiteten af en bøn ved indgangen til et maur rede. Han har en moppe af tjære-sort hår og øjne, der ligner store kulkuler bag tykke linser. Genstanden for hans interesse er et rede af bladskærer, det mest pragtfulde af kvistmyrer.
20 meter op ad et nærliggende trompettræ, myrerne sættes på frisk spirede blade, mandibles åbne og udskærer elegante halvmåner. De indlæser disse stiklinger, som vejer op til ti gange mere end de gør, over ryggen og kører mod hjemmet, og streamer tilbage ned ad træet i en bølgende linje, ikke i modsætning til et band med spidse klaverflyttere. Fra en lille afstand ser myrerne, som bærer stilfulde neongrønne hatte, ud til at danse.
Andre strømme af bladskærer flyder fra skyggerne over skøre, døende blade, ind i en rydning af vermilion sandjord omkring kratre i snavs. De ophobes forbi større myrer med overdimensionerede mandibler, der står vagt i nærheden af reden indgangen, forsvinder i lange, krumme underjordiske kanaler, der åbner op til tusinder af kamre, der spreder sig ned og ud gennem bundsolid snavs.
Millioner af myrer i et område på størrelse med et lille soveværelse fylder rederne. Når de er inde i kamrene, taber bladskærerne deres byrder. Lille havearbejde myrer overtager. De renser, beskærer og krymper bladernes kanter, smører deres egne sekret på dem og ru overfladerne. På disse bladbunker, som de stiller op i pæne rækker, placerer myrerne derefter stykker af hjemmelavet svamp.
Schultz og hans nære samarbejdspartner Ulrich Mueller, en adfærdsøkolog fra University of Texas i Austin, mener, at bladskærernes evne til at dyrke og høste svampe svarer til menneskets landbrug. De antyder endda, at mennesker har noget at lære af myrer, og peger på den nylige opdagelse, at attines bruger antibiotika til at holde sygdomme i skak i deres svampehave. ”Har du nogensinde prøvet at holde noget i troperne fri for skadedyr i mere end et par sekunder?” Siger Schultz. ”Dette er en fantastisk præstation.” Måske, foreslår han, vil en omhyggelig undersøgelse af myrerne give måder for mennesker at bekæmpe sygdom eller at dyrke mere bæredygtigt. ”Disse myrer har et positivt feedback-system - 50 millioner år med bæredygtigt landbrug, ” siger Schultz.
Denne bemærkelsesværdige rekord virker særlig gripende her i regnskoven. Under kørslen nordpå på den nye 1000 mile motorvej, der løber fra Manaus til Caracas, er fiskebensmønstret for udvikling, der forkaster store skår af Amazonas, tydeligt med nye skidthogstveje, der vender ud i alle retninger. I modsætning hertil skaber "bladskærerne ikke ting, " bemærker Schultz. ”Man kunne forestille sig masser af scenarier, hvor myra-rederne i disse skove bare bliver større og større, hvor de ville føre dette landbrug til det punkt, hvor de ville vippe hele systemet. Men det gør de ikke. ”
Schultz og Mueller er vendt tilbage til Amazonas for at prøve at finde ud af, hvordan den første maur - mor til alle gartnermyrer - begyndte at dyrke sin kolonis mad. Hvordan så hun ud? Hvordan opførte hun sig? Og hvordan i jorden klarte hun en så væsentlig transformation?
Mennesker har været fascineret af løvklipper myrer i århundreder. Popol Vuh, den gamle maya-kronik, fejrede deres intelligens og kommunikationsevner. Ved første besøg i Brasils tropiske skov blev Charles Darwin ramt af deres allestedsnærværende og flittige. ”Godt slagne stier forgrener sig i alle retninger, hvorpå en hær af ægte falsere kan ses, ” skrev han i 1839.
Et par årtier senere registrerede den store engelske naturforsker Henry Walter Bates og noterede bladskærernes industri og nåde i hans mesterværk fra 1863, The Naturalist on the Amazons River, og registrerede også en mere balefuld opfattelse - af de lokale landmænd, der betragtede myrerne som en "frygtelig" skadedyr. ”Men Bates, som andre observatører, troede, at bladskærerne brugte deres stiklinger som beskyttelse mod regn. (De kaldes også parasollmyrer.) Det tog en ingeniør og selvlært økolog, Thomas Belt, for endelig at finde ud af, hvordan bladene rent faktisk blev brugt. Ved en minedrift i Nicaragua udgravede Belt to løvklipper rede. Til sin overraskelse kunne han finde få tegn på afskårne blade. Ved tæt undersøgelse af det svampede brune materiale, der fyldte kamrene, bemærkede Bælten imidlertid “minutopdelte blade af blade, visne til en brun farve og overgroet og let forbundet sammen af en minut hvid svamp. . . . ”Bladskærerne skrev Belt i 1874, “ er i virkeligheden svampeavlere og spisere. ”
Ikke længe efter skrev William Morton Wheeler, dekanen for anteforskning i Harvard, en hel bog om svampedyrkerne. Og Edward O. Wilson, som senere ville eftertræde Wheeler som den fremtrædende ant-lærde ved Harvard, kaldte bladskærere "blandt de mest avancerede af alle de sociale insekter."
Men forskere, der prøvede bedre at forstå Belt's gennembrudsobservationer, stod overfor store hindringer, især når det kom til at identificere den slags svampe, som myrerne voksede. Forskere identificerer typisk en svamp gennem dens sporophore, den del af planten, der producerer sporer. I maurhaver er sporophorerne imidlertid sjældent bevis for grunde, der forbliver uklare. ”Det er som om myrerne har kastreret svampen, ” forklarer Schultz. (I det væsentlige formerer myrerne svampene ved at tage stiklinger.) Mangler en metode til at identificere svampetyper manglede forskere halve historien.
Det var her ting stod, da mueller og Schultz først krydsede stier ved Cornell Universitet i slutningen af 1980'erne. Der slog de sig sammen med svampespecialister Ignacio Chapela, nu ved University of California i Berkeley, og Stephen Rehner fra det amerikanske landbrugsministerium i Beltsville, Maryland. Chapela trak individuelle svampestammer fra myrhaverne og holdt dem i live. Ved hjælp af molekylær genetik teknikker beskrev Rehner derefter forskellene mellem de forskellige stammer. Schultz matchede disse resultater med sin DNA-analyse af de tilknyttede myrer. I 1994 offentliggjorde firseren en undersøgelse i Science magazine, der dokumenterede samspillet mellem svampe og myrer. ”Det er nu klart, ” skrev de, ”at oprindelsen af den svampedyrgende adfærd var en ekstremt sjælden begivenhed, der kun forekom en gang i myrenes evolutionære historie.” De mest sofistikerede attiner, forskerne antog, havde forplantet sig en svampelinje i mindst 23 millioner år.
I en opfølgningsrapport fire år senere ændrede Mueller, Rehner og Schultz den accepterede visdom, idet de argumenterede for, at svampe svamp ofte repræsenterede en række arter - ikke kun en, der blev sendt sammen med grundlæggende dronninger fra rede til rede. Flere "primitive" attiner, skrev forskerne, deler undertiden deres svamp med hinanden, selv med fjernt beslægtede myrarter - en version, som biologerne antydede, af afgrøderotation. ”Vi kan vise, at afgrødefejl er et stort problem i deres liv, ” forklarer Mueller. ”De gør det samme, som mennesker har gjort, ved at gå til naboerne for at finde en erstatning, undertiden stjæle det, undertiden overskride og dræbe naboerne også. Vi har vist dette i laboratoriet. Den næste logiske ting er at kigge efter det i naturen. ”
Forskernes forkærlighed for at sammenligne ant svampedyrkning med det menneskelige landbrug har trukket kritikere. Naomi Pierce, en Harvard-specialist i ant / plante-interaktioner, roser deres feltarbejde, men mener, at det at gøre myrer til landmænd muligvis bærer tingene for langt. ”Problemet er, at du kan blive fanget af metaforen, ” siger hun. Myrer udviklede naturligvis ikke bevidst landbrug. At projicere menneskelig intention på myrer, siger Ignacio Chapela, kan blinde forskere for grundene til, at myrer gør, hvad de gør.
Mens Mueller og Schultz arbejdede på myrenes forhold til svampe, bemærkede et team af biologer ved University of Toronto - og undrede sig over - tilstedeværelsen af en vedvarende og rasende form, kaldet Escovopsis, i attine haver. Hvordan var det, spurgte de, at denne potente parasit ikke regelmæssigt overskred helligdommen? Under hensyntagen til et hvidt pulver på undersiden af attinmyrerne identificerede de det til sidst som en type bakterier, Streptomyces, der udskiller antibiotika. Antibiotika holdt Escovopsis i skak. Vigtigere var det, de gjorde det i lange perioder, uden at Escovopsis blev fuldstændig modstandsdygtig.
Der kan være en slags "iscenesat våbenløb, " siger Cameron Currie, en af Toronto-forskerne (nu ved University of Kansas), hvor den attinantibiotika løbende tilpasser sig enhver modstand opbygget i Escovopsis . Parasitten udslettes ikke helt, men den opsvinder heller ikke reden. Currie forsøger nu at bestemme, hvor længe denne kemiske krydsbrand har fundet sted.
Et lærebogstilfælde af symbiose mellem myrer og svampe blev pludselig vist at have fire store spillere - eller fem, hvis du tæller antibiotika produceret af bakterierne. Når disse antibiotika ikke klarer det, hakker myrerne inficerede svampebunker ud og trækker dem langt væk fra reden.
I regnskoven er morgendagen endnu ikke gået; natlige Blepharidatta- myrer, nære slægtninge til attines, er stadig på arbejde, og trækker minuscule korn, som Mueller spredte rundt natten før. Agnet har lader Mueller spore Blepharidatta til deres rede. Fordi Blepharidatta, der ikke dyrker svamp, er blevet observeret og bærer rundt om biter af fritlevende svampe, mistænker Mueller, at de muligvis er på randen af kultiveringen. Mueller er især fascineret af eksperimenter, hvor Blepharidatta flytter klumper af svampe tættere på deres reden. ”Vi leder efter noget meget dybt i den evolutionære fortid, ” siger Mueller. ”Nogle myre i disse skove begyndte at forbinde sig med svampen. Og denne overgang er den samme overgang, som mennesker har foretaget. ”
Mueller tænder en forlygte. ”Vi prøver at spore ting tilbage, men vi finder selvfølgelig ikke" stamfaren "herude, ” forklarer han. ”Det, vi leder efter, er en art, der har bevaret nogle af de træk, der kendetegnet forfæderen.” Det er ikke ulig, hvordan sprogfolk besøger isolerede folk for at studere, hvordan talemønstre har ændret sig, siger han. ”Det er noget i lighed med det, vi laver her, når vi ser på, hvordan den mest primitive opførsel kan have givet mere detaljeret adfærd.” Evolution spiller med andre ord mindre pænt ud end de klare linjer, som du måske husker fra ungdomsskolen og mere som en film, hvor sekvenser kan gentage, forblive uændrede eller endda løbe baglæns i en slags medfølgende fortælling.
Muellers bukser er streget af sved og mudder, flammende hilser prikken over hans hals og arme, og myg surrer i nærheden af hans ører. ”Vi er lidt unormale i vores besættelser, ” indrømmer han. ”Vi er virkelig på det ekstreme. Hvem ellers ville svede i skoven for at finde disse dumme myrer! ”
Som barn, siger Mueller, var han "ikke meget interesseret i bugs." Måske var det fordi hans far, en botaniker for Bayer kemiske selskab, blev ramt af en mystisk tropisk sygdom, der blev kontraheret med en ekspedition i El Salvador, da Ulrich blev bare 4 år gammel. Mueller var 9 år, da hans far døde af sygdommen. Efter at have droppet ud af lægeskolen læste han Edward O. Wilsons kontroversielle bog Sociobiology (en forsøg på at forbinde alle dyrs opførsel, fra myrer til mennesker, i en stor syntese). Straks vidste han, hvad han ville gøre med sit liv, for at tage "en evolutionær tilgang til at forstå dyreopførsel, social opførsel og derefter menneskelig adfærd."
Schultz kom også til myrer gennem en kredsløb, der var påvirket af Wilson. Opvokset i en lille by med blå krave syd for Chicago, søn af forældre, der ikke gik på college, gik Schultz på en streng luthersk skole. Der prøvede en af hans lærere at overbevise ham om, at "dinosaureben lige blev begravet i jorden af Gud for at prøve vores tro."
Efter at have droppet ud af University of Chicago og drevet vest til San Francisco i begyndelsen af 1970'erne, holdt Schultz en række job - tandtekniker, polstring af vandbed og printer - inden han prøvede sig som forfatter til kritiske essays om paranormale fænomener ( “Klatter fra rummet” og “Stranger than Science”). På vej til arbejde en morgen begyndte Schultz, derefter i 30'erne, at læse Wilsons The Insect Sociations . Myrer tiltrækkede ham, fordi de kombinerede "æstetisk appel" med håndgribelighed. ”Jeg jagede en masse ting, der fyldte mig med undring, ” husker Schultz. ”Men jeg havde brug for et kriterium for at finde ud af ikke kun de ting, der ser ud til at være fyldt med undring, men de ting, der ser ud til at være fyldt med undring og er reelle .”
Selvom tusinder af myrer fra snesevis af arter er på farten gennem tykt bladstrøelse, er Schultz fikseret på en bestemt, ensom myr, der har klippet et stykke vilde svampe og trækker baget hen over en bjælke, der vugger under sin belastning. ”Hej, du er nødt til at se dette!” Råber Schultz til Mueller. Det er en Trachymyrmex blandt de mere afledte eller "højere" attiner.
Schultz er begejstret. Og overrasket. Selvom han har læst om attines, der bærer vilde svampe ind i deres reden, har han aldrig set en faktisk gøre det. Og hvorfor ville de det? Introduktion af en inkompatibel svamp kan muligvis forstyrre eller endda ødelægge hele maurhaven. Hvad sker der her?
”Dette er et puslespil, ” siger Schultz. ”Jeg ville forvente, at myrerne var meget kræsne over, hvad de bringer ind i reden, for at have en slags sensorisk bias, der accepterer de 'gode' svampe og afviser alle de 'dårlige'.” Mueller bemærker, at mange planter bruger myrer til spredt frø, selv om myrerne udøver valg om, hvad de samler op eller kun reagerer på forførelsen af plantesekret, forbliver uklare.
Schultz ser positivt svimmel ud, selvom myren og dens svamp kunne vende på hovedet mange af de ting, han og hans kolleger har skrevet, for ikke at nævne udfordre de fleste af deres antagelser. ”Det er måske ikke, at myren fandt svampen, ” foreslår Mueller med et skævt smil. ”Det er måske, at svampen fandt myren.”
Både Schultz og Mueller krediterer deres svampe-besatte samarbejdspartnere for at have ført dem til ideen om, at svampene drager lige så meget ud af forholdet til myrer, som myrerne er fra svampen. Båret af myrer, beskyttet af dem og plejet i gigantiske haver, nyder svampeklonerne reproduktionskapacitet langt ud over, hvad de kunne opnå uudnyttet. Når alt kommer til alt eksisterer fritlevende svampe ofte på bare en lille farveprøve af bladkuld, der kun reproduceres en eller to gange før de dør ud. Inde i rederne bliver svampen, efter Stephen Rehners opfattelse, "udødelig i sammenligning med nogen af deres vilde slægtninge."
Svampene udviklede muligvis tricks til at narre myrerne til at flytte og høste dem. Udskillelser på svampenes overflade kunne fungere som med sindeskiftende medikamenter og bøje myrerne til svampens service. ”Jeg tror, at de andre svampe konstant prøver at bryde de kemiske koder, der hjælper myrer med at genkende deres havesvampe, idet de siger: 'Hej, jeg smager og lugter rigtigt! Du kan ikke modstå mig. Hent mig og tag mig med hjem, ”spekulerer Schultz. ”Undervurder ikke svampens kraft, ” fortæller Mueller.
Allerede næste eftermiddag vender Schultz tilbage fra en udflugt med imponerende bevis for denne magt. Han var stødt på en gigantisk sort myre kendt lokalt som en bala - hård, med en kraftig brod - klamret rundt på toppen af en buskgren. Den var stiv og død. Fra bagsiden af myrens hoved stikker en brun sporofor uhyggeligt ud, som i en insektversion af filmen Alien . Svampen havde inficeret myrens krop, vokset inde og spiste den. Derefter havde svampen tilsyneladende opfordret myren til at klatre til toppen af en gren, hvor dens sporer kunne spredes til den største fordel gennem en eller anden slags katalysator, der endnu ikke blev opdaget. Der spirede en sporofor gennem myrens hoved og frigav sine sporer.
Tilbage op ad stien og i skoven klynger Schultz sig, hans skjorte og bukselommer fyldt med hætteglas fyldt med alkohol. Han stopper ved siden af en bjælke og sparker barken af. Ud tumler et halvt dusin Acromyrmex, bladskærere, der ofte bygger deres rede i træstammer. Under de alarmerede insekter blomstrer et opløft af brune og solbrune svampe. ”Du vil blive forbløffet over hvor mange svampehaver der er ude i skoven, ” siger Schultz. ”De er overalt.”
På tværs af bakken, knælende i snavs, spionerer han en lille støvfarvet væsen med et veltende, stort hoved. Det er en Cyphomyrmex, blandt de mindst studerede af attines. Schultz læner sig over denne væsen, ikke større end et komma, og observerer den omhyggeligt.
Feltarbejde i Amazonas er langt mere rodet end genetisk analyse af myrlegemer i komforten af Schultzs klimatiserede laboratorium tilbage i Washington, DC, men dette er den eneste måde "at opleve ægte, ufiltreret biologi, " siger han. ”Det er den kompleksitet, der næsten garanteres at belønne dig med noget, du ikke havde forventet.” Måske vil Cyphomyrmex opgive et lille stykke puslespil, som Schultz og Mueller har dedikeret deres karriere til at sammensætte. Når han tager fat på nogle af de største spørgsmål i kosmos, siger Schultz, når han studerer myrens buldrende gang, er det bedst at ”tænke lille. Det er det, der er fantastisk ved at være herude. At tænke småt åbner for alle mulige muligheder. ”
