Учёные обнаружили социальные хромосомы у огненных муравьёв. Группа из более чем 600 генов определяет поведение насекомых, в том числе и возможное количество королев в колонии.
Родиной огненных импортных красных муравьёв (Solenopsis invicta) является Южная Америка. Но менее чем за последние 100 лет этот вид, склонный к захвату новых территорий, заселил Мексику, США, острова Карибского бассейна, а также Австралию, Малайзию, Тайвань, Филиппины и Китай. Надо ли говорить, что экспансия этих насекомых продолжается и дальше, тем более что борьба с ними пока не принесла результатов. К слову, видовое название отражает этот факт, ведь означает "непобедимый".
Красные огненные муравьи являются одним из самых опасных видов своего семейства. Они облают мощным жалом и ядом, действие которого похоже на ожог огнём (отсюда и название). Известны даже случаи возникновения у человека анафилактического шока от укусов этих муравьёв, который в некоторых случаях приводил к смертельному исходу.
S. invicta живут в колониях двух типов: либо с одной, либо с сотнями королев. Для того чтобы найти ключ к выбору стратегии поведения муравьёв, группа учёных из университета Лозанны (Université de Lausanne) и Школы биологических и химических наук университета Королевы Марии (Queen Mary’s School of Biological and Chemical Sciences), а также их тайваньские и американские коллеги просканировали геномы более 500 красных огненных муравьёв.
На фото огненные импортные красные муравьи: королева (крупная), пять рабочих особей (мелкие), одна личинка (белая), на фоне расшифрованной ДНК их социальной хромосомы (фото Romain Libbrecht, Yannick Wurm).
Ведущий автор исследования доктор Джон Ван (John Wang) и его коллеги обнаружили, что столь существенные различия в социальной организации определяются строением хромосомы, которая несёт один из двух вариантов группы тесно связанных генов, так называемого "супергена". Эти наборы отличаются друг от друга мутациями в определённых генах. Последний содержит более 600 различных генов, которые в комплексе регулируют взаимоотношения насекомых.
В статье, опубликованной в журнале Nature, исследователи сообщают, что хромосомы муравьёв (учёные обозначают их B и b) развились так же, как X и Y хромосомы у человека, хотя и отличаются от них по структуре. То есть если рабочие особи в колонии являются носителями исключительно варианта В, то они готовы принять только одну королеву с хромосомным набором ВВ. Остальных желающих, кстати, ждёт смерть. В случае же варианта b, муравьи примут многих королев с хромосомным набором Bb.
"Ранее было установлено, что подобные различия в структуре хромосомы определяют различные формы крыла у бабочек или появление раковых заболеваний у человека. Теперь мы впервые видим "суперген", который отвечает за социальное поведение", - рассказывает один из авторов исследования Янник Вурм (Yannick Wurm). В итоге в период размножения молодые крылатые королевы выходят из колоний для оплодотворения самцами. Самки из колонии с одной королевой не могут вернуться назад и разлетаются на большие расстояния в разные стороны для образования собственных колоний. Подобная стратегия позволяет муравьям с большим успехом расселяться.
Вторая группа самок вступает в колонии второго типа (со многими королевами) и тем самым обеспечивает увеличение численности рабочих особей.
Обе социальные стратегии работают на благо популяции с огромным успехом. Поэтому открытие группы генов, ответственной за столь чёткое разделение муравьёв, открывает перспективу для создания пестицидов, действие которых будет направлено на отключение определённых генов и сбой общей "программы" насекомых. Учёные надеются, что искусственная организация анархии в муравьином сообществе поможет людям в борьбе с ними.
Источник
MGBR2009