Cercetătorii au aflat cum le-a ajutat pe reginele termite pierderea de gene

De ce reginele termite sunt monogame? Termitele se numără printre cele mai de succes animale de pe Pământ, construind societăți uriașe care pot ajunge la milioane de indivizi. Dar cum au evoluat astfel de sisteme sociale extrem de complexe din strămoși solitari, care semănau mult cu gândacii de bucătărie de astăzi?

Un nou studiu realizat de Universitatea din Sydney (Australia) oferă un răspuns surprinzător: termitele nu și-au dezvoltat complexitatea socială prin acumularea de gene noi, ci prin pierderea unora, inclusiv a genelor asociate competiției spermei. Rezultatele aduc o perspectivă nouă asupra vechii întrebări legate de rolul monogamiei în apariția societăților complexe de insecte. Cum le-a ajutat pe reginele termite pierderea de gene?

• Zeci de specii necunoscute au fost descoperite într-o cercetare majoră în Oceanul Pacific
• Rechinii din Bahamas au ieșit pozitivi la testele de cocaină și cafeină

Cercetarea internațională, publicată în revista Science, urmărește originea termitelor până la gândacii obișnuiți, inclusiv strămoșii gândacilor „de casă”, care au început să se hrănească cu lemn mort. Această schimbare de dietă a declanșat o serie de transformări genetice și sociale ce au dus, în cele din urmă, la apariția termitelor și a coloniilor lor extrem de organizate. Studiul a fost realizat în colaborare cu cercetători din China, Danemarca și Columbia.

Cum le-a ajutat pe reginele termite pierderea de gene?

„Termitele au evoluat din strămoși asemănători gândacilor, care au început să trăiască în interiorul lemnului și să se hrănească cu acesta. Cercetarea noastră arată cum ADN-ul lor s-a modificat mai întâi pentru a se adapta la această dietă săracă și apoi din nou, pe măsură ce au devenit insecte sociale”, a explicat profesorul Nathan Lo, de la Universitatea din Sydney.

Pentru a înțelege aceste schimbări, echipa a secvențiat și comparat genomuri de înaltă calitate ale gândacilor Cryptocercus, rude apropiate care trăiesc în grupuri familiale mici, și ale mai multor specii de termite cu niveluri diferite de complexitate socială.

Una dintre cele mai surprinzătoare descoperiri a fost că genomurile termitelor și ale Cryptocercus sunt mai mici și mai simple decât cele ale gândacilor. Pe parcursul evoluției, multe gene legate de metabolism, digestie și reproducere au fost pierdute, pe măsură ce termitele au devenit tot mai dependente de cooperare și de distribuirea hranei în interiorul coloniei.

„Rezultatul neașteptat este că termitele și-au crescut complexitatea socială prin reducerea complexității genetice. Acest lucru contrazice ideea larg răspândită conform căreia societățile animale complexe au nevoie de genomuri mai complexe”, a spus profesorul Lo.

Cele mai relevante pierderi au vizat genele implicate în formarea flagelului spermei. Spre deosebire de gândaci și de majoritatea animalelor, spermatozoizii termitelor nu au coadă și sunt imobili, explică EurekAlert.

„Nu ceastă pierdere provoacă monogamia. Dimpotrivă, este un indiciu puternic că monogamia evoluase deja”, a subliniat profesorul Lo.

Rolul monogamiei în societățile de termite

La majoritatea animalelor, inclusiv la gândaci, femelele se împerechează cu mai mulți masculi, ceea ce generează o competiție intensă între spermatozoizi. Însă, odată cu apariția monogamiei la strămoșii termitelor, competiția spermei a dispărut, iar coada spermatozoizilor nu a mai fost necesară.

Rezultatele susțin ideea că strămoșii termitelor erau strict monogami, iar acest lucru a favorizat un grad ridicat de înrudire genetică, esențial pentru apariția societăților complexe. Studiul explică și modul în care coloniile se autoreglează: experimentele arată că alimentația din primele stadii de viață determină dacă o larvă devine muncitor sau viitor rege ori regină.

Larvele bine hrănite dezvoltă un metabolism energetic ridicat și devin muncitori, fără rol reproductiv. Cele care primesc mai puțină hrană cresc mai lent, dar își păstrează potențialul de a deveni reproducători mai târziu. Aceste mecanisme le permit coloniilor să-și ajusteze eficient forța de muncă și să rămână stabile pe termen lung.

Prin combinarea genomicii, fiziologiei și a comportamentului, studiul oferă una dintre cele mai complete explicații de până acum despre modul în care termitele au trecut de la strămoși solitari la unele dintre cele mai sofisticate societăți din lumea animală. După cum concluzionează profesorul Lo, evoluția socială nu înseamnă întotdeauna adăugarea de trăsături noi, ci uneori renunțarea la cele devenite inutile.

Vă recomandăm să citiți și:

Cum și-au pierdut șerpii membrele?

Iluminatul artificial nocturn suprimă activitatea moliilor

Trucul luminos al sepiilor cu care își atrag partenerii

Stelele de mare controlează sute de picioare, deși nu au creier. Cum reușesc?