Обнаружена новая «социальная» хромосома у огненных муравьёв
Исследователи обнаружили у высокоинвазивного огненного муравья социальную хромосому, которая помогает объяснить, почему в одних колониях может быть только одна матка, а в других — сотни. Это открытие может предложить новые решения для борьбы с этим вредителем.
Красные огненные муравьи живут в двух типах колоний: одни строго с одной маткой, другие — с сотнями маток.
Как сообщается в журнале Nature, учёные выяснили, что эта разница в социальной организации определяется хромосомой, несущей один из двух вариантов «супергена», содержащего более 600 генов.
Два варианта, B и b, различаются по структуре, но эволюционировали аналогично X и Y хромосомам, определяющим пол у людей. Если рабочие муравьи в колонии несут исключительно вариант B, они примут одну матку с генотипом BB. Колония, включающая рабочих с вариантом b, примет нескольких маток с генотипом Bb. Учёные проанализировали геномы более 500 красных огненных муравьёв, чтобы понять этот феномен.
«Это было очень неожиданное открытие — схожие различия в хромосомной структуре связаны с рисунком крыльев у бабочек и с раком у людей, но это первый идентифицированный суперген, определяющий социальное поведение», — поясняет соавтор работы доктор Янник Вурм из Школы биологических и химических наук Королевы Марии.
«Теперь мы понимаем, что хромосомные варианты определяют социальную форму у огненного муравья, и возможно, что особые хромосомы определяют фундаментальные черты, такие как поведение, и у других видов».
В репродуктивный сезон молодые крылатые матки из обоих типов колоний вылетают для спаривания и оплодотворяются самцами. Молодые матки, которым суждено основать свои собственные колонии с одной маткой, расселяются далеко и широко. Эта социальная форма очень успешна в захвате новых территорий. Другие молодые матки присоединяются к существующим многоматочным колониям рядом с материнской. Несколько маток, сотрудничающих в таких колониях, способны произвести больше рабочих, чем в колонии с одной маткой. Это делает многоматочные колонии более успешной социальной формой в насыщенных средах.
Красный огненный муравей печально известен своим болезненным укусом в Южной Америке, где он является аборигенным видом, и во многих других частях мира, где его агрессивность и высокая плотность популяции сделали его инвазивным вредителем. Он был случайно завезён на юг США в 1930-х годах и с тех пор распространился во многие тёплые регионы мира, включая Китай и Австралию. Попытки контролировать распространение этого вида в основном были безуспешными, о чём говорит его латинское название Solenopsis invicta — «непобедимый».
«Наше открытие может помочь в разработке новых стратегий борьбы с вредителями. Например, пестицид мог бы искусственно деактивировать гены в социальной хромосоме и вызвать социальный хаос внутри колонии», — добавил доктор Вурм.