Formiche tagliafoglie: le agricoltrici che coltivano funghi da 50 milioni di anni

Molto prima che l'Homo sapiens imparasse a seminare il grano, un altro abitante della Terra aveva già inventato l'agricoltura: una formica. Le formiche tagliafoglie del Centro e Sud America — appartenenti soprattutto ai generi Atta e Acromyrmex — non mangiano le foglie che con tanta fatica trasportano lungo i sentieri della foresta. Le usano come concime per coltivare un fungo, l'unico alimento di cui si nutrono. È una vera e propria società agricola, complessa e antichissima, che gli studiosi considerano la più sofisticata del regno animale dopo quella umana.

Contadine, non divoratrici di foglie

Chi osserva per la prima volta una colonna di formiche tagliafoglie pensa che stiano facendo scorta di cibo. In realtà quei frammenti verdi, portati come piccole vele sopra la testa, non finiranno mai nello stomaco delle operaie. Una volta nel nido, le foglie vengono masticate e ridotte a una poltiglia umida, che le formiche dispongono in "giardini" sotterranei. Su questo substrato coltivano un fungo simbionte, Leucoagaricus gongylophorus, che cresce nutrendosi della vegetazione decomposta.

Il fungo, a sua volta, produce piccole strutture rigonfie e ricche di sostanze nutritive, chiamate gongilidia, che le formiche raccolgono e mangiano, e con cui nutrono le larve. Insetto e fungo dipendono ormai totalmente l'uno dall'altro: la formica non sopravvive senza il fungo, e quel fungo non si riproduce quasi più da solo, allevato com'è da centinaia di generazioni di "agricoltrici".

Un'agricoltura vecchia di 50 milioni di anni

Questa alleanza non è un'invenzione recente. Le analisi genetiche indicano che le formiche "coltivatrici di funghi" hanno cominciato a praticare la loro agricoltura decine di milioni di anni fa. Uno studio pubblicato sulla rivista PNAS ha ricostruito le tappe principali di questa storia evolutiva, mostrando come dalle prime forme rudimentali di coltivazione si sia arrivati, nelle tagliafoglie, a un sistema avanzato basato su un'unica specie di fungo altamente specializzata. In altre parole, mentre noi pratichiamo l'agricoltura da circa diecimila anni, le formiche lo fanno da un tempo migliaia di volte più lungo.

La transizione è così importante che i biologi la annoverano tra le grandi "rivoluzioni" evolutive, paragonabile per portata al passaggio degli esseri umani dalla caccia all'allevamento e alla coltivazione. Con una differenza: le formiche non hanno inventato nulla consapevolmente, ma vi sono arrivate attraverso milioni di anni di selezione naturale.

Città sotterranee da milioni di abitanti

Per sostenere queste coltivazioni servono colonie enormi. Un formicaio maturo di Atta può ospitare diversi milioni di individui e scendere per molti metri sotto terra, con centinaia di camere collegate da gallerie. Costruirlo significa spostare tonnellate di terreno; mantenerlo richiede sistemi di ventilazione naturale che regolano temperatura e umidità, perché il fungo prospera solo in condizioni stabili. È una metropoli climatizzata, scavata e gestita interamente da insetti lunghi pochi millimetri.

All'interno della colonia il lavoro è rigidamente diviso. Le operaie hanno taglie diverse a seconda del compito: le più grandi, vere e proprie "soldatesse", tagliano le foglie e difendono il nido; quelle medie le trasportano; le più minute si occupano della cura del giardino fungino e delle larve. Alcune piccolissime operaie viaggiano perfino a cavallo dei frammenti di foglia, facendo la guardia contro le mosche parassite che cercherebbero di deporre le uova sulle compagne indaffarate.

Gli antibiotici scoperti prima di noi

La parte più sorprendente di questa storia riguarda la difesa dei raccolti. Come ogni monocoltura, anche il giardino fungino è esposto alle malattie: un muffa parassita del genere Escovopsis può invaderlo e distruggerlo. Le formiche, però, hanno una contromisura raffinatissima. Sul loro corpo ospitano colonie di batteri del genere Pseudonocardia, capaci di produrre sostanze antibiotiche che tengono a bada il parassita. È, di fatto, l'uso di antibiotici nell'agricoltura, comparso nella natura milioni di anni prima che gli esseri umani scoprissero la penicillina.

Questa scoperta, descritta in uno storico studio pubblicato su Nature dal team di Cameron Currie, ha trasformato la nostra comprensione del fenomeno: non si tratta di una semplice coppia formica-fungo, ma di una rete di almeno quattro protagonisti — la formica, il fungo coltivato, il parassita e il batterio antibiotico — impegnati in una coevoluzione che dura da ere geologiche. Studiare quei batteri interessa molto anche ai ricercatori umani, a caccia di nuove molecole contro i microbi resistenti.

Una dote che passa di generazione in generazione

Come fa una colonia a nascere già "attrezzata" per coltivare? Il segreto è nel volo nuziale. Quando una giovane regina lascia il nido d'origine per fondarne uno nuovo, porta con sé un piccolo frammento del fungo materno, custodito in una tasca della bocca. Dopo l'accoppiamento, scava la prima cameretta e vi pianta quel "seme" vivente, dando inizio a un nuovo giardino. L'intera civiltà fungina si tramanda così, di regina in regina, senza interruzioni da milioni di anni.

Le formiche tagliafoglie sono anche tra i più importanti erbivori delle foreste tropicali e, talvolta, un problema serio per le coltivazioni umane, perché possono spogliare un albero delle foglie in una notte. Ma guardarle al lavoro significa assistere a qualcosa di più di un saccheggio: è il promemoria vivente che molte delle "invenzioni" di cui andiamo fieri — l'agricoltura, la divisione del lavoro, perfino gli antibiotici — la natura le aveva già sperimentate, con successo, molto tempo prima di noi.

Una forza da record

Le operaie tagliafoglie sono anche piccole atlete: possono sollevare e trasportare frammenti di foglia che pesano molte volte più del loro corpo, percorrendo lunghe distanze su veri e propri "sentieri" che la colonia mantiene puliti dalla vegetazione. La scelta delle foglie, inoltre, non è casuale: le formiche evitano le piante tossiche per il loro fungo e regolano il raccolto in base allo stato del giardino, comportandosi come agricoltrici accorte che proteggono la produttività del campo.