2018. szeptember 4., kedd

A hangyák eredete – élet a dinoszauruszok talpa alatt

Dr. Csősz Sándor biológus, mürmekológus, hangyakutató írása

Honnan származik egy élőlény, a múltnak milyen mélységébe kell visszamennünk, hogy eredetét, közvetlen őseit megtaláljuk? Ez a kérdés minden élőlénycsoport kutatóiban felmerül, de különösen érdekes, ha olyan élőlényről van szó, amelyet naponta látunk, és megcsodáljuk jól szervezett társadalmuk működését.




A hangyákkal kapcsolatban azt mondhatjuk, hogy nincs még egy élőlénycsoport a Földön, amely ilyen összetett társadalom létrehozására képes. Szervezettségük sok esetben még az emberi társadalom szervezettségét is felülmúlja. Minden hangyafaj társas életmódot él, ez alól nincs kivétel. Ez a tény arra utal, hogy az első hangyák már a megjelenésük idején a társas viselkedés magas szintjén kellettek álljanak. Ez a nagyfokú szervezettség nem jöhetett létre egyszerűen, varázsütésre. Ezért is foglalkoztatja a rovartan ezen ágának, a mirmekológiának (a hangyákkal foglalkozó tudományág) a szakértőit a hangyák származása.

A borostyánok képződése ma is létező folyamat, a fenyőfák kérgén lecsurgó, vagy a gallyakról lecsöppenő gyanta ma is ugyanúgy foglyul ejti a kis rovarokat, a szél által sodort magvakat, vagy kis mohadarabkákat, mint évmilliókkal ezelőtt. Természetesen nagyon hosszú időnek kell még eltelni ahhoz, hogy egy ilyen gyantacsepp benne foglalt áldozatával együtt ékkővé szilárduljon. (Forrás: https://fy.wikipedia.org/wiki/Ofbyld:Baltic_amber_inclusions)

A hangyák eredetét jó ideig homály fedte, csak annyit tudtunk biztosan, hogy a 40–23 millió éves oligocén (https://hu.wikipedia.org/wiki/Oligoc%C3%A9n) korú rétegek borostyán fossziliáiban (https://hu.wikipedia.org/wiki/Fossz%C3%ADlia) már virágzó csoportként tűnnek fel előttünk.
Az oligocén időszak erdeiben élt hangyák megjelenése annyira “modernnek” tűnik, hogy sokukat a szakemberek is csak nehezen tudják megkülönböztetni a ma is élő közeli rokon fajoktól. Az oligocén időszaki balti és a miocén időszaki (23-5 millió éves) dominikai, áttetsző, már-már ékkőnek számító borostyánok szinte tökéletes épségben őrizték meg a korabeli hangyák ezreinek maradványait. A fák sebeiből kicsorduló gyanta megszilárdulva évmilliókra konzerválta a korszak biológiai sokféleségének egy szeletét, a belé ragadt rovarok (és más, kisebb állatok) sokaságát.
A fossziliák némelyikének “megtartása” olyan jó, hogy egy kis buborék őrzi a szerencsétlenül járt rovar utolsó “leheletét”. A balti, a dominikai, és több kisebb lelőhely borostyán köveiből a mirmekológusok már 1966 előtt meglehetősen átfogó képet voltak képesek alkotni az oligocén időszak erdeinek hangyafaunájáról, de elképzelésük sem volt arról, milyen mélységesen mély a hangyák múltjának kútja. Mintha egy terebélyes, kifejlett lombozatú fa állna előttünk, amelynek sem a törzsét sem a gyökereit nem találjuk. A hangyák kialakulása körüli ismeretek hiánya hosszú időn keresztül az amerikai teremtéshívők egyik fontos érve volt: lám itt egy élőlénycsoport, a hangyáké, amely tökéletesen készen került ki a teremtő kezei közül. A hangyák tökéletlen törzsfája számukra a teremtés tökéletes bizonyítéka volt.


A nem hiányzó láncszem

Végül 1966-ban megtörtént az áttörés. A Cliffwood Beach melletti (New Jersey) borostyánlelőhelyről származó borostyánok vizsgálata közben hatalmas meglepetés érte E. O. Wilsont és munkatársait. A kövekből – több mint ezer rovarlelet mellett – két tökéletes megőrzésű hangyamaradvány is előkerült. A borostyánná vált gyanta, amely megőrizte a két őshangyát, egy mamutfenyő (Sequoia) törzséből folyt ki. Az alaposabb vizsgálat kiderítette, hogy megvan a régóta keresett hiányzó láncszem. Az 50 éve felfedezett hangyafaj, amelyet Wilson és munkatársai Sphecomyrma freyi (http://www.antwiki.org/wiki/Sphecomyrma) néven írtak le, tökéletes összekötő láncszemnek bizonyult a modern hangyák és a fullánkos darazsak (Aculeata) között. 

A Sphecomyrminae hangyákon keverten jelentkeznek a hangya- és darázsszerű jellegek. A rövid csápostor, a hosszú, két fogú rágó darázsszerű karakterek, míg az áltorszelvény hátulsó szegletében helyet foglaló metapleurális mirigy egyértelműen a hangyákra jellemző. (Wilson, Carpenter és Brown 1967 alapján.)


A felső–kréta Sequoia erdejéből leírt őshangya tulajdonképpen egy mozaik volt, keverten mutatkoztak rajta a kezdetleges, darázs-szerű jellegek és a modern hangyákra emlékeztető vonások. A legfontosabb jellege azonban mégis hangyaszerű volt, egy kicsiny mirigy kivezető nyílása a tor hátulsó részén, s melynek tudományos neve metapleurális mirigy (https://en.wikipedia.org/wiki/Metapleural_gland). Ez a szerv egyetlen modern hangyából sem hiányzik, ellenben más rovarokban nem fordul elő. Kétségtelen tehát, hogy a Sphecomyrma freyi egyike lehetett az első hangyáknak.Az újonnan felfedezett őshangya más tekintetben azonban annyira eltérő felépítésűnek bizonyult a mai hangyáktól, hogy külön alcsaládba (Sphecomyrminae) sorolták. Az első bizonyítottan hangyát befoglaló kréta időszaki borostyán felfedezése után nagyobb figyelmet kapott az ősi hangyák utáni kutatás. További, hasonló korú borostyánba zárt Sphecomyrma példányok kerültek elő a kanadai Albertából, a fajt Sphecomyrma canadensisnek nevezték el. Később orosz kutatók is leírtak ősi hangyafajokat felső-kréta korú borostyánokból, amelyek a Taymyr-félszigetről (Észak-Közép-Szibéria), a déli Kazah köztársaságból, és a Magadan régióból (Kelet-Szibéria) kerültek elő. E fajok között találhatjuk az eddig ismert legnagyobb termetű hangyákat is, ők az Armania robusta és a Formicium giganteum. Ez utóbbi faj nőstényének testhossza 6,5 cm, szárnyfesztávolsága 15 centiméter volt.

Milyennek képzelhetjük az eddigi ismeretek alapján az őshangyák életét?

Bizonyítottan szociális életmódot éltek, s úgy tűnik, hogy társas szokásaikat már kialakulásuk kezdetétől magukban hordozzák. Magányosan élő hangya ugyanis nem létezik. A társas lét, annak ismert előnyei mellett, azonban komoly nehézségekkel is jár. Az egyik és talán legerősebb korlátozó tényező, hogy egy viszonylag kis helyen nagyon sok egyed él, a táplálék mennyisége viszont korlátozott. A legtöbb ma ismert hangya mindenevő, táplálékszűke idején beérik a kevésbé jóféle növényi táplálékkal, elhullott rovarok tetemeivel stb. Csak így van esélyük arra, hogy a népes kolóniát folyamatosan ellássák táplálékkal. A kevés kimondottan ragadozó hangyafaj kolóniái alig néhány tíz vagy néhány száz egyedet számlálnak. Ilyenek lehettek az őshangyák is: testfelépítésük nagyon sok ősi, ragadozó jelleget hordoz. Valószínű, hogy a legfeljebb néhányszáz fős őshangya-kolónia tagjai magányosan jártak vadászni, kisebb rovarokat ejtettek el, ahogy ezt a ma élő trópusi ragadozó hangyák is teszik.
A mai hangyáknak és a rokon darazsaknak a fullánkhoz kapcsolódó méregmirigye van, amely erős mérget termel. Okkal feltételezhetjük, hogy az őshangyák hasonlóan erős mérget fecskendeztek az áldozataikba, illetve védekezéskor a támadójukba. A mintegy fél centiméteres ős-hangya dolgozónak jól megtermett fullánkja volt, amit nem is tudott teljes egészében visszahúzni a potrohába. Ez segítette a sikeres vadászatban, s alkalom adtán jól beleszúrhatott a kolónia körül lábatlankodó dinoszauruszokba. A ma élő primitívebb hangyák életmódjából következtetve azt mondhatjuk, hogy a kis létszámú ős-hangya-kolónia tagjai magányosan járhattak vadászni, de ha a fészket támadás érte, minden bizonnyal egyesült erővel védték. A lárváikat feldarabolt szilárd táplálékkal etethették, és valószínűleg – hasonlóan például az ősi jellegeket mutató ausztrál bulldog hangyákhoz, vagy a hazai Ponera fajokhoz – az utódok gondozásában a királynő is tevékenyen részt vett. Összefoglalva azt mondhatjuk, hogy az őshangyák, mint amilyen a Sphecomyrma is volt, a szociális magatartás kezdetleges fokán álltak, de a fejlődés csírái már megjelentek ezekben a csoportokban is. Azt, hogy pontosan hogyan is folyt egy kolónia élete, soha nem fogjuk biztosra tudni, de a fentebb vázolt kép nem sokban térhetett el a mintegy 100 millió évvel ezelőtt élt hangyák életétől.


Egy magányos Leptomyrmex faj borostyánba ágyazva. (Forrás: http://www.antwiki.org/wiki/Leptomyrmex_neotropicus) 

A dinoszauruszok kortársai

A hangyák tehát sokkal régebben alakultak ki, mint néhány évtizeddel ezelőtt gondoltuk: a ma ismert legrégebbi bizonyítottan ősi hangyákat őrző borostyánok korát a vonatkozó becslések 110 millió évre teszik. A hangyák azonban jóval idősebb csoport lehet ennél, hiszen a fosszilizálódáshoz nagyon sok véletlen tényezőnek kell egybeesnie s ezért rendkívüli módon ritka esemény. A hangyák tehát valószínűleg jóval korábban alakulhattak ki, mint ahogy azt a legidősebb ismert fosszilia alapján gondolhatnánk. Egy amerikai kutatócsoport a ma élő hangyák leszármazási vonalainak kalibrálásával – tehát elméleti módszerekkel – az összes hangya feltételezett ősének megjelenését még korábbra datálta. Ők közel 170 millió évvel ezelőttire - tehát a Jura időszak végére - teszik azt az időszakot, amikor az első hangyák megjelentek a földünkön (http://science.sciencemag.org/content/312/5770/101).
Ezek a felső-kréta korú őshangyák, mint a Sphecomyrma freyi a ma ismert hangyáknak olyan rég letűnt előfutárjai voltak, amelyek együtt éltek a dinoszauruszokkal, s a kréta időszak végén sok más állatcsoporttal együtt letűntek az élet színpadáról. Helyüket fokozatosan átvették a ma ismert, modern hangyák első formái.

Csősz Sándor