L’origen dels insectes agrícoles: els escarabats que cultiven fongs de l’ambrosia des de fa més de cent milions d’anys

Imatge de l'holotip de l'espècie Raractocetus fossilis (Lymexylidae). Foto: Shuhei Yamamoto

Un escarabat forada el tronc d’un arbre per fer una galeria a la fusta que protegeixi la seva posta. A mesura que excava el túnel, dispersa espores de fongs de l’ambrosia 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 l’ambrosia podria tenir més de cent milions d’anys d’antiguitat —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 l’ambrosia des d’una perspectiva paleontològica mitjançant el registre fòssil del cretaci d’aquests grups biològics. Són autors de l’estudi els experts David Peris i Xavier Delclòs, de la Facultat de Ciències de la Terra i de l’Institut de Recerca de la Biodiversitat de la UB (IRBio), i Bjarte Jordal, de la Universitat de Bergen (Noruega).

Alguns tèrmits, formigues i escarabats han desenvolupat la capacitat de cultivar fongs per poder alimentar-se des de fa milions d’anys. Aquest mutualisme entre insectes i fongs —una de les simbiosis més ben estudiades del món natural— és una estratègia evolutiva anàloga a l’activitat agrícola de l’espècie humana des de la revolució neolítica.

Entendre l’origen de la simbiosi entre insectes i fongs és un àmbit d’interès en diverses disciplines científiques. Avui dia, el mutualisme entre escarabats i fongs simbiòtics de l’ambrosia 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 l’article.

Tradicionalment, els estudis filogenètics suggerien que la fungicultura dels escarabats s’havia iniciat fa més de cinquanta milions d’anys —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 s’hagi originat fa més de cent milions d’anys, durant el cretaci inferior, en grups d’escarabats que havien passat desapercebuts fins al moment», revela ara David Peris.

En el marc de l’estudi, els experts han analitzat diversos espècimens dels grups biològics capturats en ambres del cretaci d’arreu el món. Així, segons els autors, l’origen dels fongs d’ambrosia és més antic que els principals grups d’escarabats 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 d’insectes per dispersar-se fa milions d’anys», apunta l’investigador. «A més, altres grups d’escarabats amb un comportament similar als escarabats d’ambrosia —família Bostrichidae i sobretot Lymexylidae—presenten un abundant registre fòssil més antic que coincidiria amb l’aparició dels fongs d’ambrosia, segons revelen altres estudis previs.

«El més interessant de tot —continua— és que alguns treballs citen la capacitat de conrear els fongs en algunes d’aquestes espècies actuals».

El procés de cultiu dels fongs comença quan els escarabats colonitzen un nou tronc o branca d’arbre. Durant el cretaci, l’abundància de fongs i escarabats perforadors de la fusta va propiciar una domesticació inicial d’alguns grups de fongs. Inicialment, les espores fúngiques eren transportades accidentalment d’arbre 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 l’alta capacitat d’adaptació 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 l’actualitat.

«No obstant això, caldrà aprofundir en el coneixement sobre l’ecologia de les espècies de les famílies Lymexylidae i Bostrichidae per obtenir conclusions més concretes. Per tant, la descoberta de nous fòssils en ambre cretaci d’aquests grups biològics ajudarà sens dubte a interpretar millor la història evolutiva d’aquesta relació simbiòtica que ha arribat als nostres dies», clou el catedràtic Xavier Delclòs.

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

Font: PremsaUB