Lʼorigen dels insectes agrícoles: els escarabats que cultiven fongs de lʼambrosia des de fa més de cent milions dʼanys
Un escarabat forada el tronc dʼun arbre per fer una galeria a la fusta que protegeixi la seva posta. A mesura que excava el túnel, dispersa espores de fongs de lʼambrosia que alimentaran les larves. Quan perforin un altre arbre, els escarabats adults seran vectors de transmissió de les espores del fong cap un nou hàbitat. Aquest mutualisme entre insectes i fongs de lʼambrosia podria tenir més de cent milions dʼanys dʼantiguitat —molt més del que es pensava fins ara— segons un article publicat a la revista Biological Reviews.
El treball analitza per primer cop la relació simbiòtica i la coevolució entre escarabats i fongs de lʼambrosia des dʼuna perspectiva paleontològica mitjançant el registre fòssil del cretaci dʼaquests grups biològics. Són autors de lʼestudi els experts David Peris i Xavier Delclòs, de la Facultat de Ciències de la Terra i de lʼInstitut de Recerca de la Biodiversitat de la UB (IRBio), i Bjarte Jordal, de la Universitat de Bergen (Noruega).
Un escarabat forada el tronc dʼun arbre per fer una galeria a la fusta que protegeixi la seva posta. A mesura que excava el túnel, dispersa espores de fongs de lʼambrosia que alimentaran les larves. Quan perforin un altre arbre, els escarabats adults seran vectors de transmissió de les espores del fong cap un nou hàbitat. Aquest mutualisme entre insectes i fongs de lʼambrosia podria tenir més de cent milions dʼanys dʼantiguitat —molt més del que es pensava fins ara— segons un article publicat a la revista Biological Reviews.
El treball analitza per primer cop la relació simbiòtica i la coevolució entre escarabats i fongs de lʼambrosia des dʼuna perspectiva paleontològica mitjançant el registre fòssil del cretaci dʼaquests grups biològics. Són autors de lʼestudi els experts David Peris i Xavier Delclòs, de la Facultat de Ciències de la Terra i de lʼInstitut de Recerca de la Biodiversitat de la UB (IRBio), i Bjarte Jordal, de la Universitat de Bergen (Noruega).
Escarabats que cultiven fongs milions dʼanys abans de lʼagricultura humana
Alguns tèrmits, formigues i escarabats han desenvolupat la capacitat de cultivar fongs per poder alimentar-se des de fa milions dʼanys. Aquest mutualisme entre insectes i fongs —una de les simbiosis més ben estudiades del món natural— és una estratègia evolutiva anàloga a lʼactivitat agrícola de lʼespècie humana des de la revolució neolítica.
Entendre lʼorigen de la simbiosi entre insectes i fongs és un àmbit dʼinterès en diverses disciplines científiques. Avui dia, el mutualisme entre escarabats i fongs simbiòtics de lʼambrosia és la causa de plagues en boscos i cultius que generen greus pèrdues ecològiques i econòmiques «però encara no es coneixen bé els factors ecològics que van originar aquesta estratègia alimentària, ni com va transformar-se en una relació simbiòtica amb dependència obligada», apunta David Peris, primer autor de lʼarticle.
Quan es va iniciar el llinatge dels insectes agrícoles?
Tradicionalment, els estudis filogenètics suggerien que la fungicultura dels escarabats sʼhavia iniciat fa més de cinquanta milions dʼanys —molt abans que en els altres insectes— i fins i tot alguns estudis la dataven fa uns vuitanta-sis milions anys.
«És probable que la relació simbiòtica entre fongs i escarabats sʼhagi originat fa més de cent milions dʼanys, durant el cretaci inferior, en grups dʼescarabats que havien passat desapercebuts fins al moment», revela ara David Peris.
En el marc de lʼestudi, els experts han analitzat diversos espècimens dels grups biològics capturats en ambres del cretaci dʼarreu el món. Així, segons els autors, lʼorigen dels fongs dʼambrosia és més antic que els principals grups dʼescarabats de les subfamílies Scolytinae i Platypodinae —família Curculionidae— que avui dia cultiven fongs als troncs dels arbres.
«Això indica que aquests fongs empraven algun altre grup dʼinsectes per dispersar-se fa milions dʼanys», apunta lʼinvestigador. «A més, altres grups dʼescarabats amb un comportament similar als escarabats dʼambrosia —família Bostrichidae i sobretot Lymexylidae—presenten un abundant registre fòssil més antic que coincidiria amb lʼaparició dels fongs dʼambrosia, segons revelen altres estudis previs.
«El més interessant de tot —continua— és que alguns treballs citen la capacitat de conrear els fongs en algunes dʼaquestes espècies actuals».
Convergència evolutiva cap a un mutualisme obligat
El procés de cultiu dels fongs comença quan els escarabats colonitzen un nou tronc o branca dʼarbre. Durant el cretaci, lʼabundància de fongs i escarabats perforadors de la fusta va propiciar una domesticació inicial dʼalguns grups de fongs. Inicialment, les espores fúngiques eren transportades accidentalment dʼarbre a arbre pels escarabats barrinadors «fins que aquesta associació mútuament beneficiosa va evolucionar cap a una simbiosi més íntima en què els fongs eren transportats cap a un arbre, els micelis fúngics creixien i les larves dels escarabats es nodrien del fong», apunta Bjarte Jordal.
Aquesta conjunció de factors, sumada a lʼalta capacitat dʼadaptació i canvi dels simbionts, va facilitar les adaptacions morfològiques i ecològiques dels grups biològics que van convergir evolutivament en un mutualisme obligat. És a dir, una relació simbiòtica entre insectes i fongs de caràcter beneficiós per als dos organismes que encara perdura a lʼactualitat.
«No obstant això, caldrà aprofundir en el coneixement sobre lʼecologia de les espècies de les famílies Lymexylidae i Bostrichidae per obtenir conclusions més concretes. Per tant, la descoberta de nous fòssils en ambre cretaci dʼaquests grups biològics ajudarà sens dubte a interpretar millor la història evolutiva dʼaquesta relació simbiòtica que ha arribat als nostres dies», clou el catedràtic Xavier Delclòs.
Article de referència:
Peris, D.; Delclòs, X.; Jordal, B. «Origin and evolution of fungus farming in wood-boring Coleoptera - A palaeontological perspective». Biological Reviews, juny de 2021. Doi: 10.1111/brv.12763