Sam Gregory skrev dette innlegget som et prosjekt For Dr. Stacy Krueger-hadfields Vitenskapelige Kommunikasjonskurs Ved University Of Alabama i birmingham. Sam tjent EN BS i biologi og BFA i studio art Fra Birmingham-Southern College, og arbeider for tiden med EN MS I Biologi VED UAB. Han er fascinert Av Alabamas mangfoldige økosystemer, spesielt de for tiden truede leddyrsamfunnene som tjener en grunnleggende rolle i disse systemene. i en nylig artikkel evaluerte forskere reproduktive systemer innen Cataglyphis, et slekt med ørkenmyrer (Kuhn et al., 2020). To uvanlige systemer hadde blitt observert i slekten. For å forstå cataglyphis reproduksjon, selv om, må man først forstå konvensjonell maur reproduksjon.
de aller fleste maur i en koloni er arbeidere. De er kvinner, men ufruktbare. Arbeidere vokser fra eggene til koloniens dronning(Wheeler, 2016). Noen få egg utvikler seg til bevingede alater – enten dronninger, som er fruktbare kvinner, eller menn, som er haploide og klekkes fra unfertilized egg (White, 1984). Hvert år flyr alates fra kolonien en massein search of mates (Wilson, 1957). Hannene dør kort tid etter parring, og dronninger opprettholder sæden i et spesialisert organ (Wheeler & Krutzch, 1994), slik at de kan gjødsle egg for resten av livet, potensielt tiår hos noen arter (Keller, 1998). Hver dronning finner deretter et trygt sted å gjemme seg mens hennes arbeidere når modenhet. I mange arter reiser dronningen sitt første avkom til voksen alder uten å spise (Keller & Passera, 1989).
Dette er langt mer enn en rekke morsomme fakta.
dette paradigmet tillater ikke-reproduktive individer å bære risiko mens dronninger forblir trygge. Denne strategien er en viktig faktor bak den evolusjonære suksessen Til Formicidae, familien av maur, som utgjør en bemerkelsesverdig del Av Jordens landdyrbiomasse (Wilson, 1985). Dette gjør maur en interessant klade for å undersøke utviklingen av reproduktive systemer. Uvanlig reproduksjon skaper unike utvalg press, fører subclades å vedta enda fremmed reproduktive moduser (Heinze & Tsuji, 1995).
Kuhn et al. (2020) var interessert i to uvanlige reproduktive systemer sett i slekten Cataglyphis. I noen arter produserer dronninger arbeidere seksuelt, men produserer nye dronninger ved å gjødsle sine egne egg. Dette kalles betinget bruk av sex. Deres kolonier er gjort robuste av variasjon blant arbeidere, mens reproduktive avkom mottar bare dronningens DNA (Pearcy et al., 2004).
En annen gruppe innen Cataglyphis reproduserer ved et middel kalt klonal sosial hybridogenese. Disse myrene bruker også sex betinget, men en » art » (selv om vi er godt forbi det punktet hvor artsbegreper bryter ned) består av to genetiske linjer. Dronningene parrer seg selektivt med menn av motsatt avstamning for å produsere arbeidere. Disse arbeidstakere er varierte og robuste, uten ulempe for fruktbarhet som ofte kommer med hybridisering, da arbeidstakere er sterile uansett (Burke & Arnold, 2001; Umphrey, 2006).For å evaluere den evolusjonære historien til disse reproduktive modusene, gravd forskerne Opp kataglyphis kolonier over Hele Europa og Midtøsten. Ved genotyping reproduserer dronninger, unmated dronninger, og arbeidere, de konstatert hver art reproduktive strategi. Mannlig haploidi ga en stor fordel, siden genotypen til koloniens langdøde far kan utledes fra arbeiderne og dronningen. De undersøkte deretter om en art besto av flere genetiske klynger, og i så fall om klyngene selektivt blandet seg (Kuhn et al., 2020).
forskerne fant mange tilfeller av både betinget sex og klonal sosial hybridogenese. Interessant var det nettopp en forekomst av intra-lineage parring i en » art » som normalt gjennomgår hybridogenese (Cataglyphiscretica) (Figur 1). Denne kolonien var unormalt liten, noe som potensielt reflekterte den intuitive fordelen av parring mellom slektslinjer (selv om et enkelt tilfelle er langt fra endelig bevis) (Kuhn et al., 2019).
i den foreslåtte fylogenien (Figur 2) oppsto hver reproduktiv modus flere ganger, og betinget bruk av sex ser ut til å være en forutsetning for klonal sosial hybridogenese (Kuhn et al., 2020).
denne studien har kastet ytterligere lys over det bredere temaet seleksjonstrykk knyttet til reproduksjonsmåter. Noen spørsmål forblir ubesvarte, skjønt. Forskerne bemerker at hvert par hybridogenetiske linjer ser ut til å ha divergert nylig, til tross for den langt mindre nylige utviklingen av betinget sex (Kuhn et al., 2020). Dette kan tyde på at slike systemer oppstår ofte, men er uholdbare, da stigende homozygositet ødelegger dronningens levedyktighet. Alternativt kan disse linjene ikke være helt isolert, med noe lavt nivå av genstrøm som forekommer (Kuhn et al., 2020). I begge tilfeller vil videre forskning i disse systemene gjøre mye for å fremme forståelsen av reproduktiv evolusjon.
Burke, J. M.,& Arnold, Ml (2001). Genetikk og Egnethet Av Hybrider. Årlig Gjennomgang Av Genetikk, 35, 31-52.
Heinze, J.,& Tsuji, K. (1995). Ant reproduktive strategier. Forskning På Befolkningsøkologi, Vol. 37, s. 135-149.
Keller, L. (1998). Queen levetid og koloni egenskaper i maur og termitter. Insectes Sociaux, 45 (3), 235-246.
Keller, Laurent,& Passera, L. (1989). Størrelse og fettinnhold i gynes i forhold til modus for koloni grunnleggelsen i maur(Hymenoptera, Formicidae). Oecologia, 80 (2), 236-240.
Kuhn, A., Darras, H., Paknia, O., & Aron, S. (2020). Gjentatt evolusjon av dronning parthenogenese og sosial hybridogenese i Kataglyphis ørkenmyrer. Molekylær Økologi, 29: 549-564.
Pearcy, M., Aron, S., Doums, C., & Keller, L. (2004). Betinget bruk av sex og parthenogenese for arbeider og dronningproduksjon i maur. Vitenskap, 306 (5702), 1780-1783.
Umphrey, G. J. (2006). Sperm parasitisme i maur: Utvalg for interspesifikk parring og hybridisering. Økologi, 87 (9), 2148-2159.
Wheeler, D. E. (2016). Utviklingsgrunnlaget For Arbeiderkastpolymorfisme i Maur. Den Amerikanske Naturforskeren, 138 (5), 1218-1238.
Wheeler, D. E.,& Krutzsch, P. H. (1994). Det finnes også en rekke arter i området, blant annet i europa. Zoomorfologi, 114 (4), 203-212.
Hvit, Mjd (1984). Kromosomale mekanismer i dyr reproduksjon. Bolletino Di Zoologia, 51(1-2), 1-23.
Wilson, E. O. (1957). Organiseringen av Et Bryllup Fly Av Mauren Pheidole Sttarches Wheeler. Psyche(New York), 64 (2), 46-50.
Wilson, Edward O. (1985). Sosiogenese Av Insektkolonier. Vitenskap, 228 (4707), 1489-1495.