Статья «Как одна королева муравьев клонирует самцов совершенно другого вида» была впервые опубликована на A-Z Animals.
Весь смысл размножения в том, чтобы производить больше особей своего собственного вида, верно? Ну, не совсем, и уж точно не в случае с иберийским муравьем-жнецом (Messor ibericus). Удивительно, но этот муравей может самостоятельно размножать особей двух разных видов. Позвольте представить вам муравья, который переписал эволюционные правила.
Знакомьтесь: Иберийский муравей-жнец
Этот муравей-жнец обитает по всей Европе, но, как следует из названия, чаще всего встречается на Пиренейском полуострове. Здесь они обычно живут в открытых, сухих местах и питаются семенами. Они имеют красновато-коричневый цвет, и королевы могут достигать около 0,4 дюйма (примерно 1 см), хотя рабочие особи меньше.
Их колонии живут в гнездах численностью до 10 000 муравьев, которые обычно находятся в почве, гниющей древесине или под камнями. Королева — единственная плодовитая самка, и именно она откладывает яйца. Рабочие муравьи ухаживают за ней, заботятся о развивающемся потомстве и добывают пищу.
Нарушая правила размножения
Как правило, организмы размножаются либо клонированием (создавая точную копию себя), либо половым размножением, при котором происходит взаимодействие самцов и самок. Каким бы ни был путь, полученное потомство является одной и той же морфой (версией) этого вида. У общественных насекомых, таких как муравьи и медоносные пчелы, может быть более сложная организация. Королева обычно спаривается до основания своей колонии и хранит сперму для использования до конца своей жизни.
Королевы управляют муравьиными колониями.
©xpda, CC BY-SA 4.0 – Оригинал / Лицензия
Она может производить разные типы морф (часто называемых кастами) в зависимости от сезонных условий и плотности популяции. Оплодотворенные яйца могут развиться либо в рабочих муравьев, либо в будущих королев. Однако все эти разные морфы всё еще являются одним и тем же видом, что и их родители. Между тем, самцы вырастают из неоплодотворенных яиц, отращивают крылья и покидают колонию, чтобы спариваться с новыми королевами. Так основываются новые колонии.
Иберийский муравей-жнец способен на нечто совершенно невиданное среди других открытых на сегодняшний день видов: его королевы могут производить гибридных рабочих, а также производить самцов, которые являются генетическими клонами другого вида. Как это возможно биологически?
Используя сперму другого вида
Королевы иберийских муравьев-жнецов не могут производить рабочих, если не спарятся с самцами другого вида. Генетические исследования европейских видов муравьев показали, что рабочие особи этого вида являются гибридами. У всех одна и та же мать — королева колонии. Однако их отец был идентифицирован как совершенно другой вид, а именно Messor structor. Это еще один вид муравья-жнеца, обитающий в Средиземноморском регионе.
Это тип сперматического паразитизма, при котором королева одного вида использует сперму другого вида для производства рабочих. Что примечательно в этом, так это то, что два вида даже не имеют общей территории распространения. Эти гибридные рабочие встречаются по всей Южной Европе, несмотря на то, что их отцы полностью отсутствуют в некоторых из этих областей. Типичный пример — итальянский остров Сицилия. Здесь встречаются гибридные рабочие первого поколения, но ближайшие муравьи Messor structor находятся на расстоянии более 600 миль (около 965 км)! Как такое возможно?
Исследуя причудливое размножение иберийских муравьев-жнецов
Чтобы разгадать эту тайну, ученые собрали 132 самца из 26 колоний. Они обнаружили, что половина самцов были безволосыми и напоминали M. structor. У этих муравьев была митохондриальная ДНК M. ibericus, которая наследуется от матери, что указывает на то, что они были произведены королевой M. ibericus. Однако их ядерные гены происходили от M. structor.
У муравьев-жнецов сложный метод размножения.
©Deer worawut/Shutterstock.com
Ученые подозревают, что королева M. ibericus спаривается с самцом M. structor, и его сперма оплодотворяет ее яйца. Затем она улетает в другой район, чтобы основать свое гнездо. Там она удаляет свой собственный генетический материал из ядра яйца, предотвращая нормальное оплодотворение. В результате яйцо развивается в самца, а не в стерильную самку-рабочую. Эти клонированные самцы содержатся в гнезде и используются для создания гибридных рабочих в районах, где M. structor в естественных условиях не встречаются. Это первый зарегистрированный случай клонирования другого вида каким-либо видом муравьев. Эти два вида даже не являются близкородственными! Генетические данные показывают, что у них был общий предок 5 миллионов лет назад.
Жизнь клонированного самца M. structor
Во многих смыслах клонированные самцы являются пленниками. Они вынуждены жить за пределами своего естественного ареала, и у них нет шансов спариться с королевой своего собственного вида. Кроме того, королева, похоже, контролирует, сколько из них останутся в живых.
Однако, если взглянуть с другой стороны, два вида находятся в половой взаимозависимости. В районах без гнезд M. structor у самцов, по крайней мере, есть возможность размножаться в виде клонов. Эти виды одновременно используют практически все возможные методы размножения.
Статья «Как одна королева муравьев клонирует самцов совершенно другого вида» была впервые опубликована на A-Z Animals.