气候变化迫使僵尸蚂蚁真菌适应

僵尸蚂蚁夹住空中植被并挂了几个月喷出寄生真菌的孢子，但研究人员注意到它们并不总是夹在植物的同一部分。现在，研究人员知道叶子或树枝的选择与气候有关，气候变化迫使真菌适应当地条件。

“在热带地区，僵尸蚂蚁咬到叶子上，但在温带地区，它们会咬枝或树皮，”宾夕法尼亚州昆虫学和生物学副教授David P. Hughes说。

僵尸蚂蚁实际上是各种感染寄生真菌的木偶蚂蚁。大约一半的木蚂蚁可以被感染，每个物种都有自己的真菌。僵尸蚂蚁现象目前发生在除欧洲以外的所有大陆的全球各地。然而，在德国发现了一种化石僵尸蚂蚁，因此它们曾经存在于欧洲。

“他们可能不在欧洲，因为那里的森林如此管理，”休斯说。“他们可能在当地灭绝了。”

僵尸蚂蚁孢子从上面落在蚂蚁上，真菌在蚂蚁体内繁殖，使用它作为营养来源。最终，真菌操纵蚂蚁爬到树枝上并咬住。如果被感染的蚂蚁在菌落或地上死亡，它就没有机会感染另一只蚂蚁，因此将蚂蚁体放置在可以广泛分布真菌的地方对于这些真菌至关重要。

宾夕法尼亚州宾夕法尼亚州昆虫学博士后研究员Raquel G. Loreto说：“在夏末和初秋，蚂蚁居住的地方都有树叶和树枝。”“但在温带地区，树木是落叶的，在秋天会失去叶子。在那里，蚂蚁会咬到树枝上。”

热带森林几乎完全是常绿的，全年都是叶子。许多温带森林树木在秋天落下了所有的叶子。

这种德国化石可以追溯到大约4700万年前，它将蚂蚁咬成一片叶子。在那个时代，潮湿的常绿森林从赤道几乎到北极和南极。因为所有的森林都是常绿的，所有的僵尸蚂蚁都会选择咬叶子。

随着气候变冷，温带森林在全世界最北端和最南端地区生长。当叶子落下时，那些咬在叶子上的区域的僵尸蚂蚁很快就会落到地上。将宿主操纵到叶子上的真菌物种不能成功繁殖。这意味着有很强的自然选择力作用于蚂蚁宿主的操作位置。随着时间的推移，真菌进化，以便在温带地区，僵尸蚂蚁被操纵咬树枝或树皮。

“有些蚂蚁并不是简单地咬住树枝，而是将它们的后腿缠绕在树枝上并保持住，”洛雷托说。“他们可能这样做是因为咬枝不足以把它们抓住。”

这种操纵行为在全球温带地区形成。研究人员在当前的Evolution杂志中报告了他们的研究结果。

他们看了三个不同的领域。首先，他们确定热带僵尸蚂蚁总是咬叶子，温带僵尸蚂蚁总是咬树枝和树皮，发现死亡的温带蚂蚁有90%的腿缠绕在树枝上。

然后他们确定叶子咬，而不是咬枝，是祖先的特征 - 当世界变暖时最初使用的方法。他们还确定了枝条咬人行为在不同时间在不同时间进化，使其成为温带地区在不同地点独立产生的趋同特征 - 在这种情况下是北美和日本。

大部分工作涉及到可以找到的僵尸蚂蚁样本 - 博物馆，其他馆藏，照片和以前编译的数据集。

休斯说：“我们这里有一个很好的资产，就是金弗莱明。”“Kim是一位公民科学家，他在南卡罗来纳州的房产装饰着挂在树上的僵尸蚂蚁。作为一名出色的摄影师和自然历史学家，Kim能够通过持续拍摄18周的僵尸蚂蚁为我们收集详细数据。在她的土地上的样品。这是非常难以收集的珍贵数据。

“Kim是本文的作者，但也许对她重要性的最大认识是，感染南卡罗来纳州木匠蚂蚁的真菌物种现在以她的名字Ophiocordyceps kimflemingiae命名。”

研究人员还通过从尽可能多的样本中检测提取的DNA来研究各种真菌的系统发育关系。他们发现，遗传，枝条咬和腿包裹独立发展，以使真菌适应温带植被。

“我们可以估计这些变化发生在4千万到2千万年前，”休斯说。“然而，由于僵尸蚂蚁化石的稀缺性，我们现在不能再具体了。”

每当气候发生变化时 - 变暖或变冷，湿润或干燥 - 植物和动物要么适应要么消亡。僵尸蚂蚁真菌也很好地适应了它们周围不断变化的环境，它们对木蚂蚁的操纵确保了它们的生存至今。

“这里值得注意的是，我们已经证明，微生物对动物的复杂操纵对气候对动植物的选择压力做出了反应，”休斯说。“这真是让我们兴奋的一个很酷的发现。”