Ученые обнаружили новую структуру колонии огненных муравьев

Ученые обнаружили, что новая форма муравьиного сообщества распространилась среди видов. Они обнаружили, что после того, как новая форма общества развилась у одного вида, «социальный суперген», несущий набор инструкций для новой социальной формы, распространился на другие виды. Это распространение произошло путем гибридизации, т. е. скрещивания между муравьями разных видов. Такое маловероятное событие обеспечивает альтернативный образ жизни, делая муравьев более успешными, чем если бы у них была только первоначальная социальная форма.

У красных огненных муравьев изначально были только колонии с одной маткой. Ранее ученые обнаружили, что около миллиона лет назад возникла новая социальная форма, в которой колонии могли иметь десятки маток.

Конкретная версия большого участка хромосомы, называемая «социальным супергеном», включает в себя генетическую информацию, необходимую для того, чтобы заставить рабочих принимать более одной матки. Новое исследование проанализировало полные геномы или наборы инструкций 365 самцов огненных муравьев, чтобы изучить эволюцию социального супергена, и обнаружило, что одна и та же версия этой хромосомы присутствует у нескольких видов огненных муравьев.

Передача больших объемов генетической информации между видами происходит очень редко из-за генетической несовместимости. Однако в этом случае преимущества наличия нескольких маток преобладали над несовместимостью, и генетический материал неоднократно распространялся на другие виды от одного вида-источника, в котором развилась эта новая социальная форма.

Социальная форма с несколькими королевами имеет преимущества в некоторых ситуациях. Например, колония с несколькими матками имеет больше рабочих и, таким образом, может превзойти колонию с одной маткой. Кроме того, в случае бедствия, например, наводнения, колония с несколькими матками с меньшей вероятностью останется без маток.

«Наше исследование показывает, как эволюционные инновации могут распространяться среди видов. Оно также показывает, как эволюция работает на уровне ДНК и хромосомы»,  — говорят ученые.

Для них было очень неожиданно обнаружить, что другие виды могут приобретать новую форму социальной организации посредством гибридизации.

Супергенная область, создающая колонии с несколькими матками, представляет собой большой участок хромосомы, содержащий сотни генов, которые работают вместе точно отлаженным образом, поэтому внезапное смешение с различными версиями многих генов другого вида сложно и очень редко.

«Вместо того, чтобы казнить дополнительных маток, как это было бы в колонии с одной маткой, новая версия супергена заставляет рабочих принимать нескольких маток. После тщательного изучения истории супергена и новой социальной формы мы затем хотим определить, какие гены или части супергенной области, приводят к этим изменениям в поведении. Это также поможет заполнить больше пробелов в нашем понимании эволюционных процессов», — говорят исследователи.

Исследование показывает, как подробный анализ большого количества насекомых может дать неожиданное новое понимание того, как работает эволюция. Ученые применили методы крупномасштабного секвенирования ДНК, что позволило им обнаружить один из первых хорошо известных супергенов.

Красные огненные муравьи родом из Южной Америки и печально известны своим болезненным укусом.

Один из этих видов известен во многих других частях мира, где его агрессивность и высокая плотность популяций сделали его инвазивным вредителем. Попытки контролировать распространение этого вида в основном не увенчались успехом, о чем свидетельствует его латинское название Solenopsis invicta, что означает «непобедимый».