قام المزارعون ذوو ستة أرجل بزراعة طعامهم بملايين السنين قبل أن يفعله البشر
لتصور هذه المزرعة ، تخيل بعض النقط المظلمة المتدلية في أعلى شجرة.
يقول عالِم الأحياء التطوري غيوم تشوميكي من جامعة دورهام في إنجلترا إن كل نقطة يمكن أن تصل إلى "حجم كرة القدم". من هذه القاعدة المنتفخة ، ينبت نبات سكواميلاريا في النهاية البراعم الورقية ويتدلى ، أو ينحدر جانبًا أو مقلوبًا ، من أغصان شجرة المضيف. في فيجي ، أحد الأسماء المحلية للمصنع يُترجم على أنه "خصية الأشجار".
تنمو بعض أنواع Squamellaria في مجموعات وتعج بالنمل الواقي بشدة. في الوقت الذي تنفجر فيه شتلة صغيرة ، تتشكل فقاعات على شكل حبة جيلي بالداخل ، ولا يمكن الوصول إليها إلا من خلال مداخل حجم النمل. يقول شوميكي: "بمجرد أن تفتح نبتة صغيرة بابها الأول لضوء النهار ،" يبدأ عمال النمل في الدخول والتغوط داخل الشتلات لتخصيبها.
فكرة أن النمل يميل هذه النباتات كما أعطى المزارعون Chomicki واحدة من تلك اللحظات المفاجئة لليسار في العلوم. في سلسلة من الأوراق المنشورة منذ عام 2016 ، تبادل هو وزملاؤه أدلة على فكرة أن النمل Philidris nagasau قد يكون أول الحيوانات المعروفة غير البشر إلى النباتات الزراعية. (مزارعي الحشرات الآخرين المعروفين يزرعون الفطريات.) أحدث ورقة Chomicki ، في 4 فبراير من وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم ، تفيد أن النمل الذي يزرع بذور محصولهم اللوبي يجعل المقايضات ، والذهاب لأشعة الشمس الكاملة وتعظيم المكافأة ، الزهور الحلوة بدلاً من الزراعة في الظل ، حيث تحتوي النباتات على نسبة نيتروجين أعلى.
حتى عمل Chomicki ، قبل علماء الأحياء ثلاث مجموعات فقط من الحشرات التي تزرع الفطريات باعتبارها تحقق أساسيات الزراعة الكاملة وبالتالي تنافس الجهود البشرية. حدد أنواع الخنافس والنمل الأبيض والنمل يروض كل منها الفطريات المختلفة ، مع رعاية محاصيلهم الغذائية التي تشتد الحاجة إليها من الزراعة إلى الحصاد.
لم يكن البشر يزرعون أي طعام قبل حوالي 12000 سنة على حد علمنا. بدأت الحشرات قبل ذلك بكثير. حتى النمل القاطع للورق ، القادمون الجدد نسبيًا إلى الزراعة ، كانوا يزرعون محاصيلهم المتخصصة منذ حوالي 15 مليون سنة.
يقول عالِم الأحياء التطوري غيوم تشوميكي من جامعة دورهام في إنجلترا إن كل نقطة يمكن أن تصل إلى "حجم كرة القدم". من هذه القاعدة المنتفخة ، ينبت نبات سكواميلاريا في النهاية البراعم الورقية ويتدلى ، أو ينحدر جانبًا أو مقلوبًا ، من أغصان شجرة المضيف. في فيجي ، أحد الأسماء المحلية للمصنع يُترجم على أنه "خصية الأشجار".
تنمو بعض أنواع Squamellaria في مجموعات وتعج بالنمل الواقي بشدة. في الوقت الذي تنفجر فيه شتلة صغيرة ، تتشكل فقاعات على شكل حبة جيلي بالداخل ، ولا يمكن الوصول إليها إلا من خلال مداخل حجم النمل. يقول شوميكي: "بمجرد أن تفتح نبتة صغيرة بابها الأول لضوء النهار ،" يبدأ عمال النمل في الدخول والتغوط داخل الشتلات لتخصيبها.
فكرة أن النمل يميل هذه النباتات كما أعطى المزارعون Chomicki واحدة من تلك اللحظات المفاجئة لليسار في العلوم. في سلسلة من الأوراق المنشورة منذ عام 2016 ، تبادل هو وزملاؤه أدلة على فكرة أن النمل Philidris nagasau قد يكون أول الحيوانات المعروفة غير البشر إلى النباتات الزراعية. (مزارعي الحشرات الآخرين المعروفين يزرعون الفطريات.) أحدث ورقة Chomicki ، في 4 فبراير من وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم ، تفيد أن النمل الذي يزرع بذور محصولهم اللوبي يجعل المقايضات ، والذهاب لأشعة الشمس الكاملة وتعظيم المكافأة ، الزهور الحلوة بدلاً من الزراعة في الظل ، حيث تحتوي النباتات على نسبة نيتروجين أعلى.
حتى عمل Chomicki ، قبل علماء الأحياء ثلاث مجموعات فقط من الحشرات التي تزرع الفطريات باعتبارها تحقق أساسيات الزراعة الكاملة وبالتالي تنافس الجهود البشرية. حدد أنواع الخنافس والنمل الأبيض والنمل يروض كل منها الفطريات المختلفة ، مع رعاية محاصيلهم الغذائية التي تشتد الحاجة إليها من الزراعة إلى الحصاد.
لم يكن البشر يزرعون أي طعام قبل حوالي 12000 سنة على حد علمنا. بدأت الحشرات قبل ذلك بكثير. حتى النمل القاطع للورق ، القادمون الجدد نسبيًا إلى الزراعة ، كانوا يزرعون محاصيلهم المتخصصة منذ حوالي 15 مليون سنة.
لمقارنة الزراعة في الحشرات والبشر ، عقد علماء الحشرات وعلماء الآثار وغيرهم من المتخصصين ثلاث تجمعات في السنوات الست الماضية بحثًا عن المبادئ وربما بعض النصائح العملية. (دفعت لي زمالة صحفية من معهد كونراد لورينز لأبحاث التطور والإدراك لحضور ندوة 2019 في كلوسترنوبرغ ، النمسا.)
مزارع الفطر من قطع عطا النمل وأقاربهم المقربين تدعو إلى إجراء مقارنات مع المزارع البشرية. كلا النوعين من المزارعين يفعلون أشياء تبدو غير مستدامة ، مثل زراعة محاصيل فردية على نطاق واسع وتطبيق مبيدات الآفات. ومع ذلك ، تمكن النمل من الاستمرار لملايين السنين.
دأب علماء الأحياء منذ فترة طويلة على التفكير فيما إذا كنا نحن البشر قادرين على جعل مزارعنا أكثر قوة من خلال تقليد ممارسات النمل وصغار المزارعين الآخرين. يبدو هذا السؤال ذا أهمية خاصة عندما تتجه الزراعة البشرية نحو تحديات كبيرة ، مثل النمو السكاني المتوقع وتغير المناخ.
لكن كيف تتعلم من المزارعين القدماء ليس بالسؤال السهل. يشحذ التطور عن طريق المنافسة ، وليس التصميم ، لذلك هناك بعض التكتيكات الحمقاء الموجودة بين عجائب الحشرات. الآن عصر عظيم لمثل هذه المناقشات ، لأن الباحثين يولون اهتمامًا أكبر لمزارع الحشرات الأصغر حجماً والأكثر رطوبة. بدأ العلماء بالكاد في استكشاف طرق نمو الخنافس الفطريات ، أو مراوغات النمل التي تزرع نباتاتها الخاصة.
مزارع الفطر من قطع عطا النمل وأقاربهم المقربين تدعو إلى إجراء مقارنات مع المزارع البشرية. كلا النوعين من المزارعين يفعلون أشياء تبدو غير مستدامة ، مثل زراعة محاصيل فردية على نطاق واسع وتطبيق مبيدات الآفات. ومع ذلك ، تمكن النمل من الاستمرار لملايين السنين.
دأب علماء الأحياء منذ فترة طويلة على التفكير فيما إذا كنا نحن البشر قادرين على جعل مزارعنا أكثر قوة من خلال تقليد ممارسات النمل وصغار المزارعين الآخرين. يبدو هذا السؤال ذا أهمية خاصة عندما تتجه الزراعة البشرية نحو تحديات كبيرة ، مثل النمو السكاني المتوقع وتغير المناخ.
لكن كيف تتعلم من المزارعين القدماء ليس بالسؤال السهل. يشحذ التطور عن طريق المنافسة ، وليس التصميم ، لذلك هناك بعض التكتيكات الحمقاء الموجودة بين عجائب الحشرات. الآن عصر عظيم لمثل هذه المناقشات ، لأن الباحثين يولون اهتمامًا أكبر لمزارع الحشرات الأصغر حجماً والأكثر رطوبة. بدأ العلماء بالكاد في استكشاف طرق نمو الخنافس الفطريات ، أو مراوغات النمل التي تزرع نباتاتها الخاصة.
المزارعون مقابل غير المستقرين
فقط ما يعتبر الزراعة الحقيقية يجعل بداية جيدة للمحادثات حماسة بين العلماء. (ربما الفطريات تزرع النمل ، كما يقول أحد الخبراء منذ فترة طويلة.) في هذه المقالة ، يتم تعريف المزارعين الحقيقيين على أنهم أولئك الذين يزرعون المحصول عادة ، ويرعونه ويحصدونه ويعتمدون على نجاحه.
الكثير من المخلوقات الأخرى - الأميبا الاجتماعية ، الحلزون الأهوار ، الأنانية ، على سبيل المثال - طورت طرقًا لتشجيع الطعام على الظهور أينما ومتى أرادوا ذلك. مثيرة للإعجاب مثل هذه المفاخر ، الكثير من العلماء لا يعتبرون هذه أنماط الحياة كاملة في الزراعة.
فقط ما يعتبر الزراعة الحقيقية يجعل بداية جيدة للمحادثات حماسة بين العلماء. (ربما الفطريات تزرع النمل ، كما يقول أحد الخبراء منذ فترة طويلة.) في هذه المقالة ، يتم تعريف المزارعين الحقيقيين على أنهم أولئك الذين يزرعون المحصول عادة ، ويرعونه ويحصدونه ويعتمدون على نجاحه.
الكثير من المخلوقات الأخرى - الأميبا الاجتماعية ، الحلزون الأهوار ، الأنانية ، على سبيل المثال - طورت طرقًا لتشجيع الطعام على الظهور أينما ومتى أرادوا ذلك. مثيرة للإعجاب مثل هذه المفاخر ، الكثير من العلماء لا يعتبرون هذه أنماط الحياة كاملة في الزراعة.
تشكل عدة آلاف من أنواع المجموعة التي تسمى خنافس الأمبروزيا أكبر مجموعات الحشرات الثلاث التي يصممها البشر لتسمية المزارعين الحقيقيين. أصبح مزارعو الأفوكادو في فلوريدا مهتمين بشكل عاجل بغزو خنفساء أمبروسيا الحمراء (Xyleborus glabratus) لأنها تثير فطرًا يمكن أن يدمر حشائش أشجار الأفوكادو. تطورت زراعة الفطر بشكل مستقل 11 مرة على الأقل بين هذه الخنافس ، كما يقول عالم الحشرات الغابة جيري هولكر من جامعة فلوريدا في جينزفيل. تجلب بعض أنواع الأمبروزيا إلى الأشجار فطرًا يمكنه هضم جزيئات الخشب الأكثر صلابة. معظم مزارع فطريات الأمبروزيا ، على الرغم من ذلك ، هي مجرد مغذيات في شجرة الموت. ومع ذلك ، يحصل الفطر على العناصر الغذائية ، ثم تأكل الخنافس الفطريات.
يغذي الاستعانة بمصادر خارجية مماثلة لعملية الهضم مجموعة ثانية من المزارعين الحقيقيين ، حوالي 330 نوعًا من النمل الأبيض في فصيلة Macrotermitinae. يقوم النمل الأبيض بجمع أجزاء وبقايا من المواد النباتية الميتة وإطعامها إلى فطر مشدود في كهوف مريحة حفرها النمل الأبيض. ثم يتغذى المزارعون الصغار على الفطريات.
يغذي الاستعانة بمصادر خارجية مماثلة لعملية الهضم مجموعة ثانية من المزارعين الحقيقيين ، حوالي 330 نوعًا من النمل الأبيض في فصيلة Macrotermitinae. يقوم النمل الأبيض بجمع أجزاء وبقايا من المواد النباتية الميتة وإطعامها إلى فطر مشدود في كهوف مريحة حفرها النمل الأبيض. ثم يتغذى المزارعون الصغار على الفطريات.
أكثر هذه النمل الأبيض استعراضًا هي نباتات Macrotermes الأفريقية ، وهم بناة رئيسيون بالإضافة إلى المزارعين. فوق الأرض يخلقون أكوامًا من الطين الصلب الأحمر البرتقالي الذي يبلغ ارتفاعه عدة أمتار وخشنة مثل جبال الألب. الجبال المصغرة مسامية وقادرة على توجيه تدفق الهواء وإدارة درجات الحرارة لكهوف الفطر داخلها. تغذي المزرعة نسل ملك وملكة كبيرة الحجم ، والتي ، في نوع واحد ، تنتج حوالي 20000 بيضة في اليوم.
عطا البنات
اشتهر مزارعو الحشرات على نطاق واسع في كانساس. بدأ النمل في زراعة الفطر بشكل متواضع في الزراعة منذ 60 مليون سنة مضت. ولكن قبل حوالي 15 مليون سنة ، ذهب النمل القاطع لأوراق عطا وبعض الأقارب المقربين بشكل كبير. اليوم ، ينمو كل عش سلالة جينية واحدة من الفطريات على نطاق صناعي. المزرعة هي مزرعة أحادية شاسعة ، عجب من محصول واحد مثل بعض الشركات الممتدة من القمح المتسرب إلى الأفق.
يمكن لعش واحد من عطا أن ينمو بشكل كبير لإطعام 7 ملايين من السكان. تخيل أن شيكاغو بها أكثر من ضعف عدد الأشخاص ، وكلهم يزرعون طعامهم داخل حدود المدينة - وستظل مدينة النمل بها عدد أكبر من السكان والمزيد من الطعام. بالطبع يقضي كل مواطن من هذه المدينة المزدوجة شيكاغو طعامًا مدى الحياة على طعام واحد غالبًا.
قاطعات أوراق عطا هي النمل الذي يجوب العديد من الأفلام الوثائقية عن الطبيعة. لا شيء يقول أن الغابات الاستوائية مثل بضع ثوانٍ من علف عثة صغير تقزم تحت شظتها الضخمة. حتى أن ناقلات أوراق الشجر هذه حصلت على لقطة مقربة في فيلم الرسوم المتحركة Lion King لعام 1994 ، ناهيك عن أنه لا توجد قواطع أوراق حقيقية تعيش في أفريقيا.
عطا البنات
اشتهر مزارعو الحشرات على نطاق واسع في كانساس. بدأ النمل في زراعة الفطر بشكل متواضع في الزراعة منذ 60 مليون سنة مضت. ولكن قبل حوالي 15 مليون سنة ، ذهب النمل القاطع لأوراق عطا وبعض الأقارب المقربين بشكل كبير. اليوم ، ينمو كل عش سلالة جينية واحدة من الفطريات على نطاق صناعي. المزرعة هي مزرعة أحادية شاسعة ، عجب من محصول واحد مثل بعض الشركات الممتدة من القمح المتسرب إلى الأفق.
يمكن لعش واحد من عطا أن ينمو بشكل كبير لإطعام 7 ملايين من السكان. تخيل أن شيكاغو بها أكثر من ضعف عدد الأشخاص ، وكلهم يزرعون طعامهم داخل حدود المدينة - وستظل مدينة النمل بها عدد أكبر من السكان والمزيد من الطعام. بالطبع يقضي كل مواطن من هذه المدينة المزدوجة شيكاغو طعامًا مدى الحياة على طعام واحد غالبًا.
قاطعات أوراق عطا هي النمل الذي يجوب العديد من الأفلام الوثائقية عن الطبيعة. لا شيء يقول أن الغابات الاستوائية مثل بضع ثوانٍ من علف عثة صغير تقزم تحت شظتها الضخمة. حتى أن ناقلات أوراق الشجر هذه حصلت على لقطة مقربة في فيلم الرسوم المتحركة Lion King لعام 1994 ، ناهيك عن أنه لا توجد قواطع أوراق حقيقية تعيش في أفريقيا.
يعيش بعض النمل عطا في جنوب الولايات المتحدة ، ولكن. لذلك عندما قمت برحلة إلى أوستن في يناير ، عرض أولريش مولر ، الباحث الذي أمضى عقودًا في دراسة مزارعي الفطريات في جامعة تكساس ، قيادة بعثة صغيرة للبحث عن قاطعات الأوراق المحلية.
أحصل على أول لمحة عن Atta texana حول 10 خطوات في مبنى البحث الرئيسي لمختبر Brackenridge الميداني. يعلق على الحائط أداة مساعدة تعليمية شفافة تشبه قصر الهامستر المكون من طابقين مع نملة متحركة صغيرة هنا وهناك. في أحد الصناديق البلاستيكية الواضحة المتصلة بأنابيب الممر يكمن ما يشبه إسفنجة الحمام الرمادية القديمة التي يجب التخلص منها حقًا. عن كثب ، يبدو أكثر غرابة: غير منتظم ، متناهي الصغر ، مع مناطق من اللون البني الداكن المستنقعي إلى شيء قريب من اللحم الباهت.
هذا الكومة الفطرية هو السبب في أن جميع ناقلات أوراق الشاحنة هذه تنقل قطعها الخضراء في خطوط طويلة على الطرق السريعة للنمل. النمل لا يأكل الخضرة. يتبرزون عليه ، وهو علاج مسبق يشجع الإنزيمات الهضمية الفطرية. ثم يودع النمل قصاصات الورق الصغيرة على كومة الفطريات لانتظار الغداء لينمو.
يقول مولر: "هذه معدتهم". الكومة الفطرية تهضم المساحات الخضراء التي لا تستطيع شجاعتها النمل. إن إطعام عش النمل المليء بالفطريات يأخذ الكثير من المساحات الخضراء بحيث يمكن أن يصبح أحد عش النمل في أمريكا الجنوبية أحد أكلة النبات الرئيسية في الحي.
أحصل على أول لمحة عن Atta texana حول 10 خطوات في مبنى البحث الرئيسي لمختبر Brackenridge الميداني. يعلق على الحائط أداة مساعدة تعليمية شفافة تشبه قصر الهامستر المكون من طابقين مع نملة متحركة صغيرة هنا وهناك. في أحد الصناديق البلاستيكية الواضحة المتصلة بأنابيب الممر يكمن ما يشبه إسفنجة الحمام الرمادية القديمة التي يجب التخلص منها حقًا. عن كثب ، يبدو أكثر غرابة: غير منتظم ، متناهي الصغر ، مع مناطق من اللون البني الداكن المستنقعي إلى شيء قريب من اللحم الباهت.
هذا الكومة الفطرية هو السبب في أن جميع ناقلات أوراق الشاحنة هذه تنقل قطعها الخضراء في خطوط طويلة على الطرق السريعة للنمل. النمل لا يأكل الخضرة. يتبرزون عليه ، وهو علاج مسبق يشجع الإنزيمات الهضمية الفطرية. ثم يودع النمل قصاصات الورق الصغيرة على كومة الفطريات لانتظار الغداء لينمو.
يقول مولر: "هذه معدتهم". الكومة الفطرية تهضم المساحات الخضراء التي لا تستطيع شجاعتها النمل. إن إطعام عش النمل المليء بالفطريات يأخذ الكثير من المساحات الخضراء بحيث يمكن أن يصبح أحد عش النمل في أمريكا الجنوبية أحد أكلة النبات الرئيسية في الحي.
حماية المحصول
بالنسبة للإنسان ، تبدو هذه المعدة الفطرية الرعوية متجانسة للغاية لمصلحة النمل. يقول مولر ، الذي قام بتخزين القطع ، وأخذ عينات منها ومقارنتها وإعادة تشكيلها على مر السنين. إن المزرعة البشرية التي تزرع نوعًا واحدًا أو حتى نوعين من المحاصيل تؤدي إلى كارثة. إذا كانت الآفة أو المرض يمكن أن يكسر دفاعات تلك الأصناف القليلة ، فإن المحصول بأكمله يختفي. فكر في مجاعة البطاطس الأيرلندية.
ومع ذلك ، فإن هذه الأنواع من النمل قد زرعت زراعة أحادية لملايين السنين. حتى أن البعض يستخدم مبيدات الآفات لمكافحة الآفات ، ويمرر فطرًا غازيًا بسم يفرزه بكتيريا Pseudonocardia ، التي تزدهر في جيب النملة المتخصص أو تجعد الجسم. يكافح البشر مع الآفات المتطورة المقاومة. على سبيل المثال ، طورت بعض خنافس البطاطس في كولورادو بعض المقاومة لـ 56 من مكونات قاتلة الآفات. فكيف يحافظ النمل على استمرار محاصيلهم؟
لسبب واحد ، يراقب النمل عن كثب محاصيلهم ، ويلتقطون المشاكل ويعالجونها في وقت مبكر. ويقدر مولر أن نملة مزارع تمر بكل جزء من الفطريات في حديقة عدة مرات في اليوم. يطلق البشر على هذه المراقبة الدقيقة للمحاصيل "الزراعة الدقيقة" ويرون قيمتها أيضًا في المزارع البشرية.
أيضا ، قد يكون النمل متقدما على البشر في تعزيز الميكروبات المفيدة. يقول مولر إن الطريقة التي يزرع بها النمل أجزاء من الحديقة لبدء رقعة جديدة يمكن أن تكون أحد الاختلافات الكبيرة بين النمل والزراعة البشرية. يزرع البشر فقط البذور أو القطع. ولكن عندما يحتاج النمل إلى إدخال بعض الفطريات في مكان جديد ، فإنهم يقضون جزءًا من الحديقة بأكملها وينقلونها - الفطريات بالإضافة إلى أي الميكروبات التي تتشابك فيها bazillion.
يقول مولر إن النمل يكرر مجتمعًا ميكروبيًا بالكامل. لا يحتاج مزارعو النمل إلى معرفة علم الأحياء الدقيقة أو أي شيء باستثناء أن خصلة من الفطريات لها مذاق صحي. بهذه الطريقة يتم تمرير مجموعة ميكروبية على طول تتوافق مع المحصول وهي مزيج جيد ضد التهديدات الحالية. يقول مولر: "اكتشف النمل قبل 60 مليون سنة ... مدى أهمية هذه الميكروبات البينية".
بالنسبة للإنسان ، تبدو هذه المعدة الفطرية الرعوية متجانسة للغاية لمصلحة النمل. يقول مولر ، الذي قام بتخزين القطع ، وأخذ عينات منها ومقارنتها وإعادة تشكيلها على مر السنين. إن المزرعة البشرية التي تزرع نوعًا واحدًا أو حتى نوعين من المحاصيل تؤدي إلى كارثة. إذا كانت الآفة أو المرض يمكن أن يكسر دفاعات تلك الأصناف القليلة ، فإن المحصول بأكمله يختفي. فكر في مجاعة البطاطس الأيرلندية.
ومع ذلك ، فإن هذه الأنواع من النمل قد زرعت زراعة أحادية لملايين السنين. حتى أن البعض يستخدم مبيدات الآفات لمكافحة الآفات ، ويمرر فطرًا غازيًا بسم يفرزه بكتيريا Pseudonocardia ، التي تزدهر في جيب النملة المتخصص أو تجعد الجسم. يكافح البشر مع الآفات المتطورة المقاومة. على سبيل المثال ، طورت بعض خنافس البطاطس في كولورادو بعض المقاومة لـ 56 من مكونات قاتلة الآفات. فكيف يحافظ النمل على استمرار محاصيلهم؟
لسبب واحد ، يراقب النمل عن كثب محاصيلهم ، ويلتقطون المشاكل ويعالجونها في وقت مبكر. ويقدر مولر أن نملة مزارع تمر بكل جزء من الفطريات في حديقة عدة مرات في اليوم. يطلق البشر على هذه المراقبة الدقيقة للمحاصيل "الزراعة الدقيقة" ويرون قيمتها أيضًا في المزارع البشرية.
أيضا ، قد يكون النمل متقدما على البشر في تعزيز الميكروبات المفيدة. يقول مولر إن الطريقة التي يزرع بها النمل أجزاء من الحديقة لبدء رقعة جديدة يمكن أن تكون أحد الاختلافات الكبيرة بين النمل والزراعة البشرية. يزرع البشر فقط البذور أو القطع. ولكن عندما يحتاج النمل إلى إدخال بعض الفطريات في مكان جديد ، فإنهم يقضون جزءًا من الحديقة بأكملها وينقلونها - الفطريات بالإضافة إلى أي الميكروبات التي تتشابك فيها bazillion.
يقول مولر إن النمل يكرر مجتمعًا ميكروبيًا بالكامل. لا يحتاج مزارعو النمل إلى معرفة علم الأحياء الدقيقة أو أي شيء باستثناء أن خصلة من الفطريات لها مذاق صحي. بهذه الطريقة يتم تمرير مجموعة ميكروبية على طول تتوافق مع المحصول وهي مزيج جيد ضد التهديدات الحالية. يقول مولر: "اكتشف النمل قبل 60 مليون سنة ... مدى أهمية هذه الميكروبات البينية".
الممارسات المشكوك فيها
في حين أن النمل Atta قد يدير الميكروبات المعوية الخارجية بشكل مثير للإعجاب ، فإن بعض ممارسات النمل الأخرى تبدو مسرفة.
إن الفطريات التي ينموها عطا وبعض الأقارب المقربين لأن محصولهم الوحيد ليس عالي الكفاءة في تحطيم المركبات في الأوراق. يقول مولر: "إن الأمر يتطلب فقط الأشياء سهلة الهضم". في المقابل ، عندما يأكل النمل هذه الفطريات ، فإنهم يعاملونها مثل شجرة التفاح أكثر من كونها صندوقًا من سلطة الخضار. يقذف النمل الحكايات المنبثقة والمنتقاة التي تسمى gongylidia التي تتسمن في نهايات خيوط هذا الفطر بالذات. يضيع الكثير من بقية الفطريات.
يبدو أن هناك خيارات أكثر كفاءة. يميل أحد أنواع النمل الموجودة في مختبر Brackenridge Field Lab ، في جنس Cyphomyrmex ، إلى اللون الأصفر الشاحب إلى قطع العنبر من الخميرة التي يأكلها النمل مثل العنب ، بدون حتى بصق في القمامة. بالإضافة إلى أن هؤلاء المزارعين ليسوا مضطرين إلى قطع الأوراق الطازجة لإطعام المزرعة. بدلاً من ذلك ، يتم تخصيب النمل عن طريق إحضار منتج نفايات متاح: فضلات كاتربيلر.
تبدو جهود النمل عطا لجمع الكثير من المساحات الخضراء غير فعالة بالمقارنة. لشرح العملية عن قرب ، قادني مولر وطالب التخرج تريستان كوبيك للخروج من المختبر إلى غابة براكينريدج. يجب أن يكون هذا اليوم المعتدل المعتدل في السماء الزرقاء بعد الظهر مثاليًا لسحب أوراق النمل.
للعثور على بعض الباحثين عن الطعام ، يتابع Kubik ، وهو متحمس للحشرات من الجيل الثالث ، بكثافة قطة. يستغرق مني دقيقة لأدرك ما يشير إليه: قطع صغيرة من اللون الأخضر تعطي أصغر تشنجات غير منتظمة. إنه يشبه النظر إلى بعض رشاشات الكب كيك على الأرض ، حيث يعطي كل منها أصغر هزه في كل خطوة نملة ، وكلها بالكاد متزامنة. هذه هي قطع الأوراق التي تحمل مساحات خضراء.
الضربات الصغيرة هي خطوات صغيرة ، ولا يوجد عش المنزل حتى في مرمى البصر البشري حتى الآن. رحلة علف واحدة فقط على مسافة متوسطة من العش ، على سبيل المثال 75 مترًا ، يمكن أن تستغرق حوالي ساعتين ذهابًا وإيابًا على أرض ناعمة. ومع ذلك ، فإن هذا النمل A. texana يغامر مرتين حتى الآن. كل هذا لشظية واحدة فقط ، ربما بحجم تقليم الظفر ، لبعض الأوراق. الكلمة التي تتبادر إلى الذهن هي "سخيفة".
في حين أن النمل Atta قد يدير الميكروبات المعوية الخارجية بشكل مثير للإعجاب ، فإن بعض ممارسات النمل الأخرى تبدو مسرفة.
إن الفطريات التي ينموها عطا وبعض الأقارب المقربين لأن محصولهم الوحيد ليس عالي الكفاءة في تحطيم المركبات في الأوراق. يقول مولر: "إن الأمر يتطلب فقط الأشياء سهلة الهضم". في المقابل ، عندما يأكل النمل هذه الفطريات ، فإنهم يعاملونها مثل شجرة التفاح أكثر من كونها صندوقًا من سلطة الخضار. يقذف النمل الحكايات المنبثقة والمنتقاة التي تسمى gongylidia التي تتسمن في نهايات خيوط هذا الفطر بالذات. يضيع الكثير من بقية الفطريات.
يبدو أن هناك خيارات أكثر كفاءة. يميل أحد أنواع النمل الموجودة في مختبر Brackenridge Field Lab ، في جنس Cyphomyrmex ، إلى اللون الأصفر الشاحب إلى قطع العنبر من الخميرة التي يأكلها النمل مثل العنب ، بدون حتى بصق في القمامة. بالإضافة إلى أن هؤلاء المزارعين ليسوا مضطرين إلى قطع الأوراق الطازجة لإطعام المزرعة. بدلاً من ذلك ، يتم تخصيب النمل عن طريق إحضار منتج نفايات متاح: فضلات كاتربيلر.
تبدو جهود النمل عطا لجمع الكثير من المساحات الخضراء غير فعالة بالمقارنة. لشرح العملية عن قرب ، قادني مولر وطالب التخرج تريستان كوبيك للخروج من المختبر إلى غابة براكينريدج. يجب أن يكون هذا اليوم المعتدل المعتدل في السماء الزرقاء بعد الظهر مثاليًا لسحب أوراق النمل.
للعثور على بعض الباحثين عن الطعام ، يتابع Kubik ، وهو متحمس للحشرات من الجيل الثالث ، بكثافة قطة. يستغرق مني دقيقة لأدرك ما يشير إليه: قطع صغيرة من اللون الأخضر تعطي أصغر تشنجات غير منتظمة. إنه يشبه النظر إلى بعض رشاشات الكب كيك على الأرض ، حيث يعطي كل منها أصغر هزه في كل خطوة نملة ، وكلها بالكاد متزامنة. هذه هي قطع الأوراق التي تحمل مساحات خضراء.
الضربات الصغيرة هي خطوات صغيرة ، ولا يوجد عش المنزل حتى في مرمى البصر البشري حتى الآن. رحلة علف واحدة فقط على مسافة متوسطة من العش ، على سبيل المثال 75 مترًا ، يمكن أن تستغرق حوالي ساعتين ذهابًا وإيابًا على أرض ناعمة. ومع ذلك ، فإن هذا النمل A. texana يغامر مرتين حتى الآن. كل هذا لشظية واحدة فقط ، ربما بحجم تقليم الظفر ، لبعض الأوراق. الكلمة التي تتبادر إلى الذهن هي "سخيفة".
في خطوات الإنسان ، لا يبعد العش سوى بضع دقائق سيرًا على الأقدام. تبدو الأعشاش بشكل غريب غير مؤثر من الأعلى. أكبر واحد نراه بعد ظهر ذلك اليوم يقع على ضفة لطيفة مع بقعة حمراء صغيرة أو اثنين من تآكل التربة بين أشجار الشتاء. مع التدريب ، أرى عدة ثقوب متواضعة بحجم كزة الإصبع في الأرض. أتساءل كم من آلاف النمل قد يكدون تحت أحذيتنا. مناظرات مولر مع نفسه: "ثلاثة ملايين ... ربما خمسة؟"
قطع الأوراق إلى أجزاء كثيرة من العمل. قدّر الباحثون في عام 2016 في Royal Society Open Science ، بعد ملاحظة مستعمرة من A. cephalotes ، أن صنع حلويات صغيرة من متر مربع واحد من سطح الورقة يعني القطع ذهابًا وإيابًا وحوالي 2.9 كيلومترًا. الطاقة التي تذهب إلى تغذية المزرعة تبدو مألوفة للغاية.
الفطريات كمحصول لا تقوم بعملية التمثيل الضوئي كما تفعل النباتات ، لذا لا يمكنها تحضير الغداء من أشعة الشمس. قد يكون من الإنصاف مقارنة مزرعة الفطريات ليس بحقل القمح ، ولكن مع الماشية أو الخنازير في الأعلاف التي يديرها الإنسان. يحتاج كل سعر حراري من الطعام ، سواء كان من شظايا قصاصات الأوراق أو عربات السكك الحديدية من فول الصويا ، إلى زراعتها أو جمعها ثم نقلها إلى المزارعين. إن الأعلاف العملاقة التي يديرها النمل لها نفس تحديات العرض التي لا هوادة فيها التي يواجهها البشر.
تبدو طبيعية
لا يفاجئ فورد دينيسون أن بعض الناس يرون عيوبًا في مشاهدة مزارع النمل كنماذج يحتذى بها. دينيسون هو مؤلف كتاب 2012 الزراعة الداروينية ، وشارك في ندوة كونراد لورينز 2019. في جامعة مينيسوتا في سانت بول ، يدرس دينيسون الاستدامة الزراعية ويفكر في كيفية النسخ الاستراتيجي من الطبيعة.
فقط لأننا نرى أعجوبة تشبه المزرعة من عش النمل أو غابة مختلطة من الأنواع المختلطة لا يعني أن محاكاة شكلها الكامل سيكون فكرة رائعة. يقول إن الشيء الذي يجب القيام به هو البحث عن التفاصيل التي اختبرها التطور لملايين السنين مقابل خيارات أخرى.
وبالتأكيد لم يختبر التطور شكل أحادية النمل لأعشاش النمل من خلال المنافسة. لا يمكن للنمل أن ينمو فطرياته بأي طريقة أخرى. إذا كان هناك أكثر من سلالة من الفطريات في مزرعة ، "هناك حرب كيميائية ،" يقول. عادة ما تقتل سلالة واحدة منافستها ، حتى لو كانت تنمو في غرف منفصلة.
قطع الأوراق إلى أجزاء كثيرة من العمل. قدّر الباحثون في عام 2016 في Royal Society Open Science ، بعد ملاحظة مستعمرة من A. cephalotes ، أن صنع حلويات صغيرة من متر مربع واحد من سطح الورقة يعني القطع ذهابًا وإيابًا وحوالي 2.9 كيلومترًا. الطاقة التي تذهب إلى تغذية المزرعة تبدو مألوفة للغاية.
الفطريات كمحصول لا تقوم بعملية التمثيل الضوئي كما تفعل النباتات ، لذا لا يمكنها تحضير الغداء من أشعة الشمس. قد يكون من الإنصاف مقارنة مزرعة الفطريات ليس بحقل القمح ، ولكن مع الماشية أو الخنازير في الأعلاف التي يديرها الإنسان. يحتاج كل سعر حراري من الطعام ، سواء كان من شظايا قصاصات الأوراق أو عربات السكك الحديدية من فول الصويا ، إلى زراعتها أو جمعها ثم نقلها إلى المزارعين. إن الأعلاف العملاقة التي يديرها النمل لها نفس تحديات العرض التي لا هوادة فيها التي يواجهها البشر.
تبدو طبيعية
لا يفاجئ فورد دينيسون أن بعض الناس يرون عيوبًا في مشاهدة مزارع النمل كنماذج يحتذى بها. دينيسون هو مؤلف كتاب 2012 الزراعة الداروينية ، وشارك في ندوة كونراد لورينز 2019. في جامعة مينيسوتا في سانت بول ، يدرس دينيسون الاستدامة الزراعية ويفكر في كيفية النسخ الاستراتيجي من الطبيعة.
فقط لأننا نرى أعجوبة تشبه المزرعة من عش النمل أو غابة مختلطة من الأنواع المختلطة لا يعني أن محاكاة شكلها الكامل سيكون فكرة رائعة. يقول إن الشيء الذي يجب القيام به هو البحث عن التفاصيل التي اختبرها التطور لملايين السنين مقابل خيارات أخرى.
وبالتأكيد لم يختبر التطور شكل أحادية النمل لأعشاش النمل من خلال المنافسة. لا يمكن للنمل أن ينمو فطرياته بأي طريقة أخرى. إذا كان هناك أكثر من سلالة من الفطريات في مزرعة ، "هناك حرب كيميائية ،" يقول. عادة ما تقتل سلالة واحدة منافستها ، حتى لو كانت تنمو في غرف منفصلة.
يقول دينيسون: "قد يكون استخدامها على المدى الطويل للزراعة الأحادية دليلاً على أن الزراعة الأحادية يمكن أن تكون مستدامة". ومع ذلك ، يجب أن يهدف الأشخاص الذين يبحثون عن نماذج طبيعية إلى الحصول على شريط أعلى. ويقول إن الزراعة الأحادية بين هؤلاء النمل "لا تعني بالتأكيد أنها أفضل من الزراعة المتعددة". قد يكون زراعة مزارع أكثر تنوعًا قد خفف من مشاكل الآفات. لكن من يعلم؟ لم يتنافس النمل بمحصول واحد أبدًا ضد النمل بأكثر من واحد.
العودة إلى الأشجار
مزارع الحشرات الأخرى لديها بالتأكيد مراوغات تبدو كما لو أنها تطورت في ظل المنافسة الشديدة. ضع في اعتبارك نقط رأس الشجرة Squamellaria التي تواجه تحديات في إعادة تدوير النيتروجين.
غالبًا ما يكون النيتروجين سلعة ثمينة للنباتات مثل Squamellaria التي لا تعيش في التربة. بالنسبة لهذه النباتات ، التي قامت بتشكيل نمط حياة لمحطة فضائية تتشبث بفروع الأشجار فوق الأرض ، قد يكون النمل P. nagasau عزيزة على تسليم النيتروجين أو العناصر الغذائية الأخرى. يقدم النمل أيضًا دفاعًا حيويًا ، يندفع إلى مهاجمة المتسللين الذين يحاولون قضم البذور أو ورقة من مزارعهم المنتفخة.
كرد فعل ، يوفر المصنع مأوى ضروريًا للغاية للنمل والطعام المناسب ولكنه قابل للاستبدال في قرص. زهور نباتات سكواميلاريا تحمل جاذبية حلوة للنمل. عندما تسقط البتلات ، تتوقف الزهرة مؤقتًا في التنمية لعدة أيام ، ويزور النمل لتتغذى على حافة سكرية مع لقطة من الأحماض الأمينية في قاعدة الزهرة.
في ستة أنواع من Squamellaria ، بينما تنمو النباتات وتفتح المزيد من المداخل إلى تجاويفها الداخلية ، يتحرك النمل من خلال مداخل صغيرة وينشئ صغارًا. يمكن أن يستضيف نبات كبير حوالي 10000 نمل ، ويمكن لمستعمرة النمل بأكملها توسيع حدودها لاحتضان نباتات متعددة ، حتى مزيج من الأنواع المتكتلة.
في قواعد النباتات ، تشكل بعض الغرف جدرانًا داخلية ناعمة بينما تنبت تجاويف أخرى مقابض صغيرة متباعدة على نطاق واسع. يميل النمل إلى البيض واليرقات في الغرف ذات الجوانب الملساء. يعتقد تشوميكي أن التجاويف ذات الجدران المقوسة تعمل كمراحيض للنمل ومقالب للقمامة. من وجهة نظر النبات ، تعمل هذه الغرف كمراكز للتبرع بإفرازات النمل الغنية بالنيتروجين.
يقول شوميكي: إن امتصاص النيتروجين في جدران المقابض "فعال للغاية". لقد قام بحقن تركيزات مختلفة وتعقب النباتات مواكبة التدفقات الضخمة.
يجادل النمل بأن جميع المربعات تتحقق من جميع المربعات للزراعة الحقيقية في الأنواع الستة. وقد قام بتصوير النمل وهو يزرع بذور Squamellaria عن طريق دسها تحت لحاء الشجر. ثم يدافع النمل عن البذور من خنافس الأوراق والحيوانات المفترسة الأخرى ، حتى يهاجم العلماء الفضوليين. يمكن اعتبار هذا الدفاع القوي في عالم الشجرة عملًا روتينيًا آخر في رعاية المزرعة.
يقول أحد مؤلفي Chomicki ، عالم البيئة توبي كيرز من جامعة Vrije Universiteit في أمستردام: "يستهلك النمل مباشرة الطعام الذي يلقونه ببرازهم". يعد تلوث الأسمدة موضوعًا ساخنًا في هولندا. في رؤية Kiers لمستقبل أكثر استدامة ، تحصل المحاصيل الحقلية على سمادها من السماد الطبيعي في المراعي المجاورة ، لذلك يعود منتج النفايات السابق إلى شيء مفيد.
مزارع الحشرات الأخرى لديها بالتأكيد مراوغات تبدو كما لو أنها تطورت في ظل المنافسة الشديدة. ضع في اعتبارك نقط رأس الشجرة Squamellaria التي تواجه تحديات في إعادة تدوير النيتروجين.
غالبًا ما يكون النيتروجين سلعة ثمينة للنباتات مثل Squamellaria التي لا تعيش في التربة. بالنسبة لهذه النباتات ، التي قامت بتشكيل نمط حياة لمحطة فضائية تتشبث بفروع الأشجار فوق الأرض ، قد يكون النمل P. nagasau عزيزة على تسليم النيتروجين أو العناصر الغذائية الأخرى. يقدم النمل أيضًا دفاعًا حيويًا ، يندفع إلى مهاجمة المتسللين الذين يحاولون قضم البذور أو ورقة من مزارعهم المنتفخة.
كرد فعل ، يوفر المصنع مأوى ضروريًا للغاية للنمل والطعام المناسب ولكنه قابل للاستبدال في قرص. زهور نباتات سكواميلاريا تحمل جاذبية حلوة للنمل. عندما تسقط البتلات ، تتوقف الزهرة مؤقتًا في التنمية لعدة أيام ، ويزور النمل لتتغذى على حافة سكرية مع لقطة من الأحماض الأمينية في قاعدة الزهرة.
في ستة أنواع من Squamellaria ، بينما تنمو النباتات وتفتح المزيد من المداخل إلى تجاويفها الداخلية ، يتحرك النمل من خلال مداخل صغيرة وينشئ صغارًا. يمكن أن يستضيف نبات كبير حوالي 10000 نمل ، ويمكن لمستعمرة النمل بأكملها توسيع حدودها لاحتضان نباتات متعددة ، حتى مزيج من الأنواع المتكتلة.
في قواعد النباتات ، تشكل بعض الغرف جدرانًا داخلية ناعمة بينما تنبت تجاويف أخرى مقابض صغيرة متباعدة على نطاق واسع. يميل النمل إلى البيض واليرقات في الغرف ذات الجوانب الملساء. يعتقد تشوميكي أن التجاويف ذات الجدران المقوسة تعمل كمراحيض للنمل ومقالب للقمامة. من وجهة نظر النبات ، تعمل هذه الغرف كمراكز للتبرع بإفرازات النمل الغنية بالنيتروجين.
يقول شوميكي: إن امتصاص النيتروجين في جدران المقابض "فعال للغاية". لقد قام بحقن تركيزات مختلفة وتعقب النباتات مواكبة التدفقات الضخمة.
يجادل النمل بأن جميع المربعات تتحقق من جميع المربعات للزراعة الحقيقية في الأنواع الستة. وقد قام بتصوير النمل وهو يزرع بذور Squamellaria عن طريق دسها تحت لحاء الشجر. ثم يدافع النمل عن البذور من خنافس الأوراق والحيوانات المفترسة الأخرى ، حتى يهاجم العلماء الفضوليين. يمكن اعتبار هذا الدفاع القوي في عالم الشجرة عملًا روتينيًا آخر في رعاية المزرعة.
يقول أحد مؤلفي Chomicki ، عالم البيئة توبي كيرز من جامعة Vrije Universiteit في أمستردام: "يستهلك النمل مباشرة الطعام الذي يلقونه ببرازهم". يعد تلوث الأسمدة موضوعًا ساخنًا في هولندا. في رؤية Kiers لمستقبل أكثر استدامة ، تحصل المحاصيل الحقلية على سمادها من السماد الطبيعي في المراعي المجاورة ، لذلك يعود منتج النفايات السابق إلى شيء مفيد.
ليست هناك تعليقات:
إرسال تعليق