Ученые из Лондонского университета королевы Марии (QMUL) обнаружили, что хромосома, ответственная за социальную организацию колоний высокоинвазивных огненных муравьев, скорее всего, эволюционировала в результате одного события, а не с течением времени.
Красные огненные муравьи встречаются в двух разных типах колоний: в некоторых колониях есть одна королева, а в других колонии состоят из десятков королев. Группа ранее обнаружила, что тип колонии определяется хромосомой, которая несет один из двух вариантов «супергенной» области, содержащей более 500 генов.
В новой исследовательской статье, опубликованной в журнале Molecular Ecology, команда из Школы биологических и химических наук QMUL секвенировала ДНК и сравнила геномы двух типов людей: носителей супергенной версии, ответственных за колонии с одна матка, а те, которые несут супергенный вариант, ответственны за колонии с несколькими матками.
Мы обнаружили, что две версии хромосомы гомогенно различаются по всей длине супергена. Это позволяет предположить, что за происхождение этой замечательной системы определения отвечает одно событие, такое как крупная хромосомная перестройка. социальная организация», - сказал ведущий автор доктор Янник Вурм из Школы биологических и химических наук QMUL.
Команда также обнаружила большое количество неблагоприятных мутаций в версии супергена, ответственного за колонии с несколькими матками.
Доктор Вурм добавил: «Вполне вероятно, что лишь несколько генов из сотен, присутствующих в супергенной области, ответственны за различия в социальной организации. Наше открытие показывает, что преимущества наличия нескольких маток в колонии перевешивают затраты на неблагоприятные мутации в супергенной области».
Это открытие может помочь ученым понять, как хромосомы развиваются с течением времени.
Родриго Пракана, аспирант QMUL и первый автор исследования, сказал: «Мы знаем, что Y-хромосома у млекопитающих также подверглась неблагоприятным мутациям. Приятно видеть, что социальная хромосома огненного муравья эволюционировала так же, как Y-хромосома человека, хотя она контролирует социальную организацию, а не пол».
Красный огненный муравей, который является местным видом в Южной Америке, печально известен своим болезненным укусом и известен во многих других частях мира, где его агрессивность и высокая плотность населения сделали его инвазивным вредителем. Он был случайно завезен на юг США в 1930-х годах и с тех пор распространился по многим теплым частям мира, включая Китай и Австралию. Попытки контролировать распространение этого вида в значительной степени не увенчались успехом, о чем свидетельствует его латинское название Solenopsis invicta, что означает «непобедимый».
Родриго Пракана добавил: «Наши открытия могут помочь в разработке новых стратегий борьбы с вредителями. Например, пестицид, который разрушает социальную организацию у этого вида, не затрагивая другие виды, был бы полезен».
"Это может быть достигнуто путем нацеливания на гены в области супергена. Мы не находим почти никакого генетического разнообразия в версии супергена, характерной для колоний с несколькими матками, поэтому нацеливание на гены в этой области означает, что будет ограниченный потенциал для муравьи, чтобы развить сопротивление."