5 Minute
Strategie reproductivă neașteptată descoperită la Messor ibericus
Cercetătorii au descoperit că furnica recoltoare iberică (Messor ibericus) prezintă un sistem reproducător fără precedent care produce indivizi aparținând a două specii distincte. O echipă condusă de biologul Jonathan Romiguier (Universitatea din Montpellier), într-un studiu publicat în Nature, a raportat că unele regine ale lui M. ibericus generează masculi care poartă genomuri nucleare ale unei alte specii, Messor structor, dar păstrează mitocondriile specifice lui M. ibericus. Autorii numesc acest fenomen reproducere „xenoparous” — o formă naturală de clonare interspecifică care întreține o linie doar masculină clonată prin ovulele unei specii, dar genetic corespunzătoare altei specii.
Context științific: haplodiploidie și producerea castelor în colonie
Furnicile prezintă haplodiploidie: femelele sunt diploide (două seturi de cromozomi), iar masculii sunt haploizi (un singur set de cromozomi). Reginele pot influența structura coloniei prin fertilizarea ouălor (producând femele diploide care devin lucrătoare sau regine) sau prin lăsarea ouălor nefecundate pentru a produce masculi haploizi. Acest control stă la baza diviziunii muncii în colonie și a determinării casteelor. Hibridizarea între specii de furnici este cunoscută în unele genuri, iar insectele sociale manifestă deja sisteme reproducătoare complexe, inclusiv clonare; totuși, clonarea care produce indivizi aparținând unei specii diferite nu fusese documentată până acum.
Designul studiului, dovezile genomice și mecanismul propus
Romiguier și colaboratorii au eșantionat 50 de cuiburi din sudul Franței, colectând 132 de masculi din 26 de colonii de M. ibericus. Aproximativ jumătate dintre acești masculi semănau morfologic cu M. structor. Analizele genomice au dezvăluit un tipar izbitor: acești masculi purtau ADN nuclear compatibil cu M. structor, dar mitocondrii moștenite de la M. ibericus. Deoarece mitocondriile sunt moștenite matern, semnătura combinată indică faptul că masculii au fost produși în cadrul reginelor M. ibericus, dar posedă un genom nuclear clar diferit.
Echipa de cercetare propune că reginele M. ibericus clonază masculi M. structor permițând spermatozoizilor de tip M. structor să pătrundă în ouă, dar apoi eliminând materialul nuclear matern al ovocitului înainte de fertilizarea completă. Rezultatul este un ou care se dezvoltă ca mascul haploid având identitate genetică M. structor, păstrând totodată mitocondriile M. ibericus. Acești masculi clonați se împerechează apoi în interiorul coloniei pentru a produce lucrători diploizi hibrizi (descendență cu genetică mixtă) necesari funcționării coloniei. Acest circuit reproductiv între două specii generează o linie masculină clonată peste granițele speciilor, în timp ce produce și lucrători hibrizi.
Descoperiri cheie și implicații evolutive
Această descoperire ridică mai multe întrebări biologice importante. Clonarea interspecifică provoacă viziuni standard despre izolare reproductivă și speciatie: aici, genomuri din linii care au diverjat în urmă cu mai mult de cinci milioane de ani sunt menținute și propagate printr-un ciclu reproductiv neobișnuit. Menținerea unui stoc de masculi genetic străini ca resursă reproducătoare poate fi o strategie pentru a asigura spermă în timp ce se produc lucrători hibrizi optimizați pentru rolurile din colonie.
Mecanismul ar putea influența fluxul genetic, structura socială și adaptarea. Sugerează forme noi de înșelăciune și cooperare reproductivă la insectele sociale și extinde mecanismele cunoscute pentru menținerea liniilor genetice distincte în simpatrie. Dintr-o perspectivă aplicată, înțelegerea acestui sistem ar putea informa strategii de gestionare a dăunătorilor care exploatează vulnerabilități reproducătoare din coloniile de furnici.
Perspective ale experților
Dr. Elena Márquez, genetician evoluționist (ficțional), comentează: „Acest sistem este remarcabil pentru că separă linia mitocondrială de identitatea nucleară peste granițele speciilor. Dacă va fi validat la nivelul unor populații mai largi, ne va obliga să regândim modul în care sistemele reproducătoare pot ocoli barierele speciilor pentru a satisface nevoi sociale și ecologice.”
Michael Goodisman, biolog evoluționist la Georgia Tech, care nu a participat la studiu, a declarat pentru Science că descoperirea „este aproape incredibilă și împinge înțelegerea noastră a biologiei evoluționare. Tocmai când credeai că ai văzut totul, insectele sociale îți rezervă o nouă surpriză.” Reacția sa subliniază cum biologia insectelor sociale continuă să uimească cercetătorii și să rescrie cadre teoretice.
Concluzie
Raportul despre reproducerea xenoparous la Messor ibericus dezvăluie o strategie reproductivă izbitoare, anterior nedocumentată: reginele produc clonal masculi care sunt, din punct de vedere genetic, ai altei specii și folosesc acești masculi pentru a crea lucrători hibrizi. Descoperirea îmbină genomică, comportament și teorie evolutivă, deschizând noi direcții de studiu în speciație, evoluție socială și mecanisme de control genetic la insectele eusoiale. Cercetări viitoare vor trebui să clarifice mecanismele celulare precise, distribuția geografică și originile evolutive ale acestui sistem extraordinar.
Sursa: nature
Comentarii