Mrowki ogniste unikaja zycia plciowego by ochronic swoje geny
Rozmnażanie płciowe może prowadzić do poważnych konfliktów pomiędzy płciami oraz wśród genomów. Nowe badanie opublikowane w tym miesiącu w magazynie "Nature" donosi o istnieniu ekstremalnego przykładu takich konfliktów w przypadku małej mrówki ognistej Wasmannia auropunctata, w tropikach uważanej za inwazyjnego szkodnika. Grupa naukowców z Belgii, Francji, Szwajcarii, Japonii i Nowej Kaledonii odkryła szczególny i unikalny w królestwie zwierząt system rozmnażania mrówek: zarówno królowe, jak i samce mrówek powstają w wyniku reprodukcji poprzez klonowanie. Jedynie mrówki robotnice powstają w wyniku zwykłego rozmnażania płciowego pomiędzy królowymi i samcami. Jednakże robotnice te są bezpłodne. Rozmnażanie płciowe dominuje w rozmnażaniu się zwierząt i wielu roślin. Może ona jednak prowadzić do konfliktów pomiędzy płciami. Cechy, które zwiększają pomyślny wynik reprodukcji jednej płci mogą zmniejszyć ten wynik w przypadku drugiej płci: bezpłodne samice, na przykład, nie muszą wydawać na świat osobników męskich, aby zapewnić przyszłe rozmnażanie. U większości mrówek samice przychodzą na świat w wyniku rozmnażania płciowego, natomiast samce lęgną się z niezapłodnionych jaj. Rozmnażanie przez klonowanie lub rozmnażanie bezpłciowe nie jest czymś niezwykłym dla małych mrówek ognistych. Niektóre gatunki jaszczurek, na przykład, wydają na świat młode samiczki w wyniku klonowania dorosłych samic. Niezwykłe w przypadku tych mrówek jest natomiast to, że nie tylko samice są reprodukowane przez samice w wyniku klonowania, lecz to, że równie samce reprodukują samce także poprzez klonowanie. W oczywistej odpowiedzi na ten konflikt pomiędzy płciami, analizy genetyczne ujawniają, że samce rozmnażają się poprzez klonowanie. Sperma samców mrówek ma najwyraźniej zdolność niszczenia żeńskiego DNA w zapładnianym jaju, co powoduje wylęgnięcie się samca, to znaczy klonu jego przodka. Dlatego też królowe małych mrówek ognistych składają dwa rodzaje jaj: pierwszy rodzaj jaj posiada cały komplet genów matczynych, i rozwijają się z niego bez zapłodnienia przyszłe klony królowej, natomiast drugi rodzaj jaj zawiera tylko jeden zestaw chromosomów, i jest zapładniany spermą samca. Z tego ostatniego rodzaju jaj wylęgają się głównie bezpłodne robotnice. Jednakże czasami w części zapłodnionych jaj geny matczyne zostają w jakiś sposób zniszczone i wylegają się z nich klony samców. Powstawanie klonów samców i królowych z osobników tej samej płci skutecznie oddziela pulę genów męskich i żeńskich. Stąd też zarówno samce i samice mają swoją własną, niezależną pulę genów, co rodzi spekulacje dotyczące klasyfikacji technicznej każdej z płci jako odrębnego gatunku. - W ewolucyjnej walce płci królowe przekazują wszystkie swoje geny reprodukowanym samicom, natomiast samce niweczą działania samic poprzez eliminację żeńskiego genomu podczas seksualnego płodzenia potomstwa - powiedział Denis Fournier z belgijskiego Université Libre de Bruxelles (ULB), naukowiec kierujący tym projektem badawczym. Niezwykła strategia reprodukcji mrówek pojawiła się prawdopodobnie dlatego, że królowe szukały ochrony własnych genów poprzez rozmnażanie przez klonowanie, używając rozmnażania płciowego wyłącznie do płodzenia robotnic. Jest to egoistyczna strategia zapoczątkowana przez samice, w ramach której królowe przekazują 100 procent swojego genomu, a samce nie są istotni w procesie ewolucji gatunku - jedynie uczestniczą genetycznie w produkowaniu bezpłodnych robotnic. Jednakże samce mrówek ognistych najwyraźniej nie dają się sprowadzić do roli wyłącznie obserwatorów ewolucji i w odwecie reprodukują się poprzez klonowanie poszukując swego genetycznego rodowodu. System biologiczny pozostawił osobniki płci męskiej wyłącznie po to, by mogły powstać zróżnicowane pod względem płci robotnice i to najwyraźniej dało samcom czas i środki do kontrataku - przekształcenia niektórych robotnic w samce. Zgodnie z hipotezami naukowców zróżnicowanie genetyczne w kolonii mrówek jest istotne dla obrony przed pasożytami, a także by dostosować się do zmian warunków środowiska. - Z ewolucyjnego punktu widzenia, odkrycie to konkretnie wskazuje, że zróżnicowanie genetyczne jest główną zaletą rozmnażania płciowego i przedstawia niezwykłą wyobraźnię natury - lub też samców mrówek - polegającą na przeciwdziałaniu tej strategii samic - mówi Fournier. Chociaż samce i samice łączy wspólna produkcja robotnic, konflikt płciowy pomiędzy nimi może ostatecznie doprowadzić do wyodrębnienia się każdej z płci w oddzielny gatunek. System może również pomóc robotnicom utrzymać możliwie największe zróżnicowanie genetyczne, ponieważ ich geny pochodzą z dwóch zestawów genów, które nie łączą się z pokolenia na pokolenie.