Німецькі біологи з'ясували, що паразитичні мурахи-рабовласники втратили значну частину генів, які відповідальні за відчуття смаку та запаху. Скоріше за все, ці важливі в комунікації мурах гени відкинулися як непотрібні, оскільки паразити повністю покладаються на хазяїнів, тому не мають необхідності активно взаємодіяти з іншими мурахами. Результати дослідження опубліковані у вигляді препринту на сайті bioRxiv.
Мураха-рабовласник Temnothorax americanus (зліва) та її мураха-хазяїн Temnothorax longispinosus (справа). Romain Libbrecht / iOME / JGU
Чому мурах стали досліджувати?
Кожну окрему мураху варто розглядати частинкою мурашника як єдиного суперорганізму. У функціонуванні сім'ї мурах критичну роль відіграє ефективна комунікація між цими частинками. Головним чином мурашки спілкуються одне з одним за допомогою хімічних сигналів. Так вони повідомляють своїм родичам про джерело їжі, впізнають одне одного тощо. Через це можливість відчувати смаки й запахи особливо важлива для виживання цих тварин. Але не всі мурахи ведуть однакове соціальне життя, деякі з них у процесі еволюції позбулися непотрібних рис. Так, деякі види мурах-інквілінів втратили типовий для звичайних мурах кастовий устрій робочих комах, а деякі мурахи-рабовласники навіть перестали самостійно шукати поживу та доглядати своє потомство. Вчені з Вестфальського університету імені Вільгельма вирішили дослідити, як відкинулася така важлива соціальна поведінка у цих мурах, і вони почали з дослідження геному тварин.
Яке дослідження провели?
Автори припустили, що пояснити втрату соціальних навичок у мурах, що практикують соціальний паразитизм, можна втратою генів, відповідальних за хеморецепцію. Для цього вони проаналізували геном восьми видів мурах. Серед них були три види мурах-рабовласників, які користуються іншими мурахами — Harpagoxenus sublaevis, Temnothorax ravouxi, Temnothorax americanus, а також три види їхніх головних хазяїнів — Leptothorax acervorum, Temnothorax unifasciatus та Temnothorax longispinosus. Крім цього, для порівняння вчені вивчили геном двох інших видів мурах — Temnothorax rugatulus та Temnothorax nylanderi.
Що про них дізналися?
Дослідження показало, що у паразитичних видів мурах наявно вдвічі менше генів, які забезпечують розвиток смакових рецепторів, у порівнянні з їхніми хазяїнами та двома іншими видами мурах. Вони також мають на чверть менше генів, що відповідають за сприйняття запахів. Автори очікували виявити втрату генів, але здивувалися її масовості, позаяк здебільшого в мурах наявні численні копії цих генів через їхню важливість у комунікації.
Ці паразитичні комахи цілком покладаються на мурах-хазяїнів, через що у них немає потреби в гострому нюхові й смаку, щоб відшукати їжу, або доглядати за потомством чи брати участь в іншій соціальній активності. У такому разі немає для них немає нічого поганого у тому, якщо якийсь із генів смаку чи запаху зламається. Ймовірно, у процесі еволюції кількість таких непотрібних генів збільшувалася, а добір не чинив тиску для підтримання їх функціональних копій. Так різні види мурах-рабовласників пішли по подібному шляху розвитку, що вчені називають рідкісним прикладом конвергентної молекулярної еволюції.