To zmienia wszystko, co wiedzieliśmy o mrówkach! Naukowcy odkryli niezwykły „supergen”!

Mrówki od dawna fascynują naukowców swoją zdolnością do tworzenia niezwykle złożonych społeczeństw. Najnowsze badania przeprowadzone przez fińskich naukowców z Uniwersytetu w Oulu pokazują, że mechanizmy odpowiedzialne za organizację kolonii są znacznie bardziej elastyczne i różnorodne, niż dotychczas przypuszczano. Odkrycia te dostarczają nowych informacji na temat ewolucji zachowań społecznych i sposobów, w jakie natura rozwiązuje podobne problemy za pomocą różnych strategii genetycznych.

Wiele gatunków mrówek może funkcjonować na dwa sposoby. Niektóre kolonie posiadają tylko jedną królową odpowiedzialną za rozmnażanie, podczas gdy w innych występuje wiele królowych, a ich liczba może sięgać nawet setek. Aby lepiej zrozumieć, jak powstają takie struktury społeczne, badacze przeanalizowali dwa rodzaje mrówek powszechnie występujących w Europie i Azji.

W przypadku mrówek z gatunku Myrmica ruginodis odkryto wcześniej nieznany supergen, czyli duży fragment DNA zawierający setki genów dziedziczonych razem. Okazało się, że odpowiada on zarówno za wielkość królowych, jak i za liczbę matek występujących w kolonii. Odkrycie to pokazuje, że podobne rozwiązania genetyczne mogą pojawiać się niezależnie u różnych gatunków, prowadząc do powstania zbliżonych form organizacji społecznej.

Zaskakujące wyniki badań

Jeszcze bardziej zaskakujące wyniki uzyskano podczas badań mrówek leśnych z rodzaju Formica. Wcześniej sądzono, że występowanie wielu królowych w jednej kolonii jest związane z obecnością określonego supergenu. Tymczasem u dwóch badanych gatunków ten fragment genomu całkowicie zanikł, a mimo to kolonie nadal funkcjonowały w niezmienionej formie i mogły liczyć setki rozmnażających się matek. Naukowcy odkryli, że dwa pojedyncze geny, które wcześniej były częścią tego supergenu, zostały przeniesione do innych miejsc w genomie. Prawdopodobnie właśnie one nadal odgrywają ważną rolę w utrzymywaniu złożonej struktury społecznej kolonii. Wyniki badań wskazują, że ewolucja potrafi nie tylko tworzyć skomplikowane układy genetyczne, ale również przebudowywać je i zastępować innymi rozwiązaniami, zachowując jednocześnie ich funkcje.

Znaczenie tych odkryć wykracza daleko poza badania nad samymi mrówkami. Analiza organizacji ich społeczeństw pomaga lepiej zrozumieć, w jaki sposób ewoluują współpraca, podział zadań i zachowania społeczne. Są to zagadnienia istotne nie tylko dla biologii ewolucyjnej, lecz także dla genetyki, ekologii i nauk zajmujących się funkcjonowaniem złożonych systemów.

Wyniki badań pokazują również, że ewolucja nie przebiega według jednego, z góry ustalonego schematu. Różne rozwiązania genetyczne mogą prowadzić do podobnych efektów, a cechy społeczne mogą przetrwać nawet wtedy, gdy ich pierwotne podstawy genetyczne ulegną zmianie. Lepsze poznanie tych mechanizmów może w przyszłości pomóc naukowcom zrozumieć, jak powstają i utrzymują się złożone systemy biologiczne oraz jak organizmy przystosowują się do zmieniających się warunków środowiska.

Badania fińskich naukowców dostarczają kolejnego dowodu na to, że nawet niewielkie owady mogą stać się cennym źródłem wiedzy o podstawowych prawach rządzących życiem. Dzięki nim możliwe jest coraz dokładniejsze poznawanie mechanizmów ewolucji, które kształtowały organizmy żywe przez miliony lat.

Źródło: Uniwersytet w Oulu

Czytaj też: Sekrety starożytnych greckich królów odkryte! Polscy naukowcy wracają z przełomowymi wynikami

Grafika tytułowa: MD_JERRY / Unsplash