Кралиците мравки в Южна Европа произвеждат мъжки клонинг на напълно различен вид — разкъсвайки правилата на репродуктивната биология и подсказвайки, че трябва да преосмислим разбиранията си за видовите бариери.

Работниците в колониите на иберийските мравки жътвари (Messor ibericus) са всички хибриди, като кралиците трябва да се чифтосват с мъжки от далечно родствен вид, Messor structor, за да поддържат функционирането на колонията. Но изследователите откриха, че някои популации на иберийската мравка-жътвар нямат колонии от M. structor наблизо.

„Това беше много, много необичайно. Искам да кажа, че беше нещо като парадокс“, казва съавторът на проучването Джонатан Ромигиер, еволюционен биолог от Университета в Монпелие. Екипът първоначално смяташе, че има проблем с вземането на проби, но впоследствие откри 69 региона, в които това беше така.

„Трябваше да се изправим пред фактите и да опитаме да разберем дали има нещо специално в колониите на Messor ibericus“, каза Ромигиер.

В опит да разрешат този парадокс, Ромигиер и неговият екип откриха, че кралиците на иберийските жътварски мравки също снасят яйца, съдържащи мъжки мравки M. structor, като тези мъжки в крайна сметка стават бащи на работниците. Това откритие, публикувано в сп. Nature, е първият случай, в който се регистрира животно, което произвежда потомство от друг вид като част от нормалния си жизнен цикъл.

„В началните етапи това беше нещо като шега в екипа“, продължава Ромигиер. „Но колкото повече резултати получавахме, толкова повече това се превръщаше в хипотеза, а не в шега.“

Мравките са еусоциални насекоми, което означава, че техните колонии образуват кооперативни суперорганизми, съставени предимно от безплодни женски, наречени работници, и малък брой репродуктивни женски, наречени кралици. Мъжките съществуват единствено, за да оплождат кралиците по време на брачния им полет и умират скоро след това.

Кралиците се чифтосват само веднъж в живота си и съхраняват спермата от тази среща в специален орган. След това тя черпи от този запас от сперма, за да снесе нови яйца, съдържащи един от трите вида потомство: кралици, работници или мъжки.

Въпреки това, иберийските жътварски мравки, които се чифтосват с мъжки от собствения си вид, могат да произвеждат само нови кралици. Смята се, че това е резултат от егоистичните гени на кралиците, при които ДНК от мъжкия M. ibericus гарантира оцеляването му през поколенията, като насочва ларвите да произвеждат плодови кралици, а не безплодни работнички — известни като „кралски измамници“.

За да избегнат това, кралиците трябва да използват сперма от мъжки мравки M. structor, за да произведат работниците си.

Ето защо наличието на процъфтяващи изолирани колонии M. ibericus беше такава загадка.

За да намерят отговори, изследователите първо взеха проби от 132 мъжки екземпляра от 26 колонии иберийски мравки жътвари, за да разберат дали има мъжки екземпляри M. structor. Те установиха, че 58 от тях са покрити с косми, а 74 са без косми. По-внимателно изследване на ядрените геноми на подгрупа от тези мравки разкри, че всички космати са M. ibericus, а всички плешиви са M. structor.

Но това не беше доказателство, че кралиците снасят мъжки яйца от два различни вида – можеше да има скрити кралици M. structor, които да произвеждат странни мъжки екземпляри. Затова екипът секвенира митохондриалната ДНК, която се предава от майката, на 24 от мъжките екземпляри M. structor и откри, че тя произхожда от същата майка като мъжките екземпляри M. ibericus от същото гнездо.

„Това беше детайлът, който ме накара да осъзная, че „може би сме на път да открием нещо много, много, много голямо“, си спомня Ромигиер.

След това екипът отдели 16 кралици от лабораторните колонии и проучи генетичните последователности на техните прясно снесени яйца. Те откриха, че 9% от яйцата им съдържат мравки M. structor. След това наблюдаваха директно една кралица, която произвежда мъжки от двата вида, като следяха нейното потомство седмично в продължение на 18 месеца.

Всички тези открития заедно показват, че кралиците на иберийските мравки жътвари клонират мъжки от вида M. structor и не предават никаква от собствената си ядрена ДНК. Сега изследователите трябва да установят точния механизъм, който стои в основата на това клониране, каза Ромигиер, и да разберат в кой момент се премахва майчината ДНК.

Екипът е нарекъл тази нова репродуктивна система „ксенопаритет“, което означава раждането на различен вид. Ромигиер каза, че екипът не е напълно сигурен кога точно е възникнала тази система при иберийските мравки жътвари, но това е някъде между момента, в който M. ibericus и M. structor са се разделили по различни еволюционни пътища преди 5 милиона години, и преди няколко хиляди години.

Това откритие е чудесно напомняне да останем отворени към неочакваното в света и отваря нови въпроси за сътрудничеството, конфликтите и зависимостта в природата. Сега, когато знаем, че такава система е възможна, е вълнуващо да си помислим, че стари, загадъчни данни може изведнъж да придобият смисъл в светлината на това откритие.

Снимка: Unsplash/Jonathan Romiguier, Yannick Juvé and Laurent Soldati

Виж още: Тази ИИ търсачка, работеща в домашни условия, се стреми да се конкурира с Google, и можете да я изпробвате сами