Странная генетика рыжих сумасшедших муравьёв помогает им захватывать новые территории

Исследователи из Texas A&M AgriLife обнаружили, что необычный характер генетического наследования у рыжих сумасшедших муравьёв мог помочь этому южноамериканскому виду распространиться в США. Результаты могут привести к новому способу контроля над этим инвазивным видом.

«Мы, возможно, сможем использовать этот механизм, чтобы внедрить в популяцию летальный ген», — заявил ведущий автор исследования Эд Варго, профессор городской и структурной энтомологии.

Вид, также известный как муравьи Расберри, распространяется в Техасе с 2002 года. Они могут уничтожать траву, вытеснять других насекомых, повреждать электрооборудование и устойчивы к обычным методам борьбы с вредителями.

Гнездо генетического разнообразия

Исследовав колонии в городах Техаса и Флориды, Варго и его коллеги обнаружили, что самки этого вида генетически гораздо разнообразнее, чем можно было бы ожидать. Самки наследуют гены матери, а самцы — гены деда. Самцы и самки генетически сильно различаются. Такая картина наследования, по-видимому, уникальна среди 15 000 видов муравьёв.

Исследование было опубликовано в Proceedings of the National Academy of Sciences в ноябре.

Парадокс инвазии

Успех рыжих сумасшедших муравьёв как инвазивного вида представляет собой одно из решений так называемого парадокса инвазии: как небольшое число животных может переместиться в новый ареал и размножаться, не страдая от генетических нарушений из-за инбридинга?

Учёные предполагали, что один из способов борьбы с инбридингом — использование генетических различий между самцами и самками.

Битва полов

У муравьёв, как и у их родственников — пчёл и ос — нет половых хромосом. Вместо этого у самки два набора генома, а у самца — один. Учёвыдвигали гипотезу, что в таких видах весь геном может действовать как половая хромосома. Ген может быть вредным и рецессивным у самок, но полезным и доминантным у самцов, где он не может быть «замаскирован» второй копией.

Генетическое разнообразие дорогой ценой

Исследователи проанализировали несколько участков генома муравьёв и обнаружили, что в колониях существуют три различные версии определённой генетической области. Команда назвала их A, B и C.

Вместо случайного наследования команда обнаружила нечто иное. Подавляющее большинство взрослых самок несли комбинации A/B или A/C. Взрослые самцы обладали только версией A.

Эта стратегия обеспечивает генетическое разнообразие каждого поколения, но имеет свою цену. Команда обнаружила, что многие яйца самок имеют генетику, не соответствующую паттерну A/B или A/C. Эти яйца, по-видимому, исчезают из гнезда до развития. Команда предполагает, что эти яйца — почти 40% — либо погибают, либо уничтожаются муравьями в гнезде.

«В этих генах и их экспрессии есть что-то вредное для самок», — сказал Варго.

Возвращение в Бразилию

Исследование «заполняет пробел в нашем понимании наследования признаков у самцов и самок». Далее команда планирует изучить, проявляется ли та же странная картина наследования на родине муравьёв в Бразилии или это следствие пребывания на новой территории. В любом случае результаты прольют свет на странную и мощную адаптивность рыжих сумасшедших муравьёв.