Click Accept pentru a primi notificări cu cele mai importante știri!
O echipă de oameni de știință au găsit această trăsătură reproductivă bizară în timp ce încerca să rezolve misterul unei specii de furnici dispărute. Datele preliminare păreau să arate că furnicile iberice, sau Messor ibericus, creau furnici lucrătoare hibride prin reproducerea cu o altă specie de furnic,ă numită Messor structor, în regiunea mediteraneană.
Dar exista o problemă. Insula italiană Sicilia, unde a fost găsită colonia de furnici iberice, se află la circa 1.000 de kilometri distanță de cea mai apropiată populație cunoscută de Messor structor, a declarat Jonathan Romiguier, cercetător senior la Universitatea din Montpellier, Franța, și autor principal al unui studiu, publicat pe 3 septembrie 2025 în revista Nature, care detaliază metoda de reproducere a speciei Messor ibericus.
„Am avut o bănuială că ceva era neobișnuit la această specie, dar, ca să fiu sincer, eram departe de a ne imagina cât de neobișnuit era”, a spus Romiguier. „Acest paradox ne-a determinat să investigăm cazul mai îndeaproape.”
Studiind peste 120 de populații de furnici din Europa, secvențiind genomurile a sute de furnici și efectuând experimente de laborator pe parcursul a cinci ani, echipa a ajuns la o descoperire mai stranie decât ficțiunea, urmărind cum două specii diferite de furnici, una păroasă și una fără păr, ies din ouăle depuse de o singură regină.
După cum au descoperit cercetătorii, ouăle reginelor iberice culegătoare se dezvoltă diferit, în funcție de regină. Dacă aceasta are nevoie de parteneri pentru a produce viitoare regine iberice de furnici culegătoare sau de forță de muncă hibridă, care constituie 99% din colonie.
Descoperirile schimbă modul în care oamenii de știință înțeleg reproducerea furnicilor, arătând că furnicile pot produce indivizi ai unei alte specii, ca parte a ciclului lor de viață.
Unde s-au depărțit cele două specii de furnici
Jessica Purcell, profesor asistent în Departamentul de entomologie de la Universitatea din California, Riverside, a întâlnit furnici iberice de recoltare în timp ce studia alte specii de furnici din Italia. Eanu a fost implicată în noul studiu dar a scris un articol care însoțește cercetarea.
„Furnicile culegătoare colectează semințe dintr-o varietate de plante și le aduc înapoi în colonia lor”, a spus ea. „Multe specii taie plantele aproape de intrările în cuiburi, astfel încât acestea să aibă cercuri fără vegetație în jurul cuiburilor, iar dincolo de această limită poate exista un inel de vegetație densă sau neobișnuită. Acest lucru produce un aspect distinctiv exteriorului cuiburilor.”
Messor ibericus și Messor structor au aparținut odată aceleiași specii, care s-a separat în urmă cu peste 5 milioane de ani, potrivit autorilor studiului. Chiar și după separare, cele două specii au trăit în aceeași zonă geografică din Europa. În unele părți ale continentului, cum ar fi estul Franței, speciile încă trăiesc în apropiere una de cealaltă.
La un moment dat, posibil chiar acum câteva milioane de ani, reginele furnicilor culegătoare iberice au pierdut capacitatea de a-și produce propriile furnici lucrătoare, care sunt femele. Cercetătorii nu au descoperit încă de ce s-a întâmplat acest lucru, dar a determinat reginele să se împerecheze cu populații din apropiere - Messor structor - pentru a crea o forță de muncă hibridă între cele două specii.
„Bănuim că provine dintr-un conflict evolutiv între regine și larve, unde un așa-numit element genetic «egoist» denaturează dezvoltarea larvelor către transformarea în regine pentru a asigura transmiterea acesteia la următoarea generație (deoarece reginele se reproduc, în timp ce lucrătoarele sunt în mare parte sterile)”, a scris Romiguier.
Furnicile culegătoare iberice erau apoi dependente de furnicile Messor structor pentru supraviețuirea lor, forțând reginele să găsească masculi dintr-o altă specie, fenomen cunoscut sub numele de parazitism al spermatozoizilor.
În loc să se ocupe de o astfel de pacoste care consuma mult timp, furnicile culegătoare iberice au apelat la o altă strategie de reproducere: clonarea spermei furnicilor Messor structor, un fenomen numit domesticire sexuală, au declarat autorii studiului. Oamenii de știință nu au observat încă această practică la niciun alt animal.
„La fel cum omenirea a domesticit animalele, în cele din urmă furnicile au dobândit controlul asupra reproducerii acestor masculi pe care îi exploatau odinioară în sălbăticie”, a spus Romiguier.
„Clonarea masculilor a devenit posibilă datorită capacității lor de a clona un mascul dintr-o altă specie folosind doar sperma acestuia.”
De-a lungul generațiilor, a devenit posibil ca furnicile iberice să mențină o linie de furnici Messor structor, masculi clonați în cuibul lor, eliminând necesitatea de a trăi în aceeași zonă geografică ca o altă specie și rezultând în milioane de furnici lucrătoare hibride invazive care construiesc colonii în Marea Mediterană.
Furnicile iberice sunt exemple ale unui nou mod de reproducere numit xenopar, unde xeno- înseamnă „străin, ciudat sau diferit” și -par înseamnă „a produce, a naște, a da naștere”, a spus Romiguier.
„Dincolo de furnici, acest lucru arată pentru prima dată evoluția xenoparității, care este nevoia de a propaga genomul unei alte specii prin intermediul propriilor ouă”, a spus Romiguier.
O surpriză genetică
Secvențierea genomului furnicilor a permis cercetătorilor să determine că singurele furnici iberice „pure” erau reginele și masculii care se pot împerechea pentru a produce viitoare regine. Alte ouă de furnici iberice fertilizate cu Messor sperma de tip structor a dus la lucrătoare hibride.
Când cercetătorii au explorat modul în care furnicile regine iberice au reușit să producă furnici Messor structor, au descoperit că reginele clonau materialul genetic al masculului din sperma stocată în propriile corpuri. Cumva, regina își poate șterge propriul ADN nuclear și poate produce urmași care se bazează aproape în întregime pe ADN-ul spermatozoidului.
Acești masculi, însă, arată diferit de masculii Messor structor, produși de reginele Messor structor, și au mitocondrii care conțin ADN Messor ibericus, deși acesta reprezintă mai puțin de 0,01% din materialul genetic, conform studiului.
Descendenții clonați sunt considerați clone adevărate deoarece sunt identice cu tații lor, a spus Romiguier.
De-a lungul a milioane de generații, un genom clonat poate acumula unele mutații și diferă din ce în ce mai mult de prima clonă originală, a adăugat el.
„Este larg recunoscut faptul că clonarea se referă în esență la copia genomului nuclear”, a spus el.
Două specii de la o singură mamă
Echipa a ținut colonii de furnici iberice culegătoare în cuiburi artificiale în laboratorul său. După ce le-au monitorizat timp de doi ani, cercetătorii au observat direct nașterea a două specii diferite de masculi cu genomuri distincte de la o singură regină.
Doi masculi Messor structor care au eclozat furnici fără păr, în timp ce trei masculi Messor ibericus erau acoperiți cu păr. La furnici, părul este unul dintre criteriile care ajută la diferențierea speciilor.
Pe viitor, echipa intenționează să investigheze mecanismul celular exact care are ca rezultat clonarea încrucișată a speciilor pe care o efectuează reginele iberice culegătoare.
„În prezent, știm că materialul genetic al mamei este îndepărtat din ovul la un moment dat, lăsând „doar materialul genetic al masculului străin din embrion”, a spus Romiguier. „Cu toate acestea, încă nu știm exact cum sau când este eliminat acest material genetic matern.”
Înțelegerea procesului natural de clonare la furnici ar putea oferi perspective oamenilor de știință care încearcă să inducă clonarea artificială la alte speciil.
Deși urmașii hibrizi și androgeneza, sau reproducerea în care materialul genetic provine exclusiv de la mascul, au fost studiate la alte furnici, combinarea ambelor la această furnică este surprinzătoare, a spus dr. Jacobus J. Boomsma, profesor de ecologie și evoluție în cadrul Departamentului de biologie al Universității din Copenhaga, Danemarca. Boomsma nu a fost implicat în noul studiu.
El a spus că orice trăsături pe care le-au dezvoltat furnicile sunt adaptări determinate de selecția naturală, iar crearea unor lucrătoare hibride mai adaptate le-a oferit un avantaj competitiv, permițând furnicilor culegătoare iberice să își extindă vastul areal de răspândire.
„După ce s-a răspândit departe de masculii naturali de Messor structor, Rginele Messor ibericuse au evoluat pentru a clona acești masculi extratereștri prin propriile forțe”, a scris Boomsma. „Aceasta a stabilizat sistemul, dar cu prețul pierderii majorității variațiilor genetice. Așadar, pe termen lung (câteva milioane de ani), această furnică va dispărea probabil (la aproape toate speciile asexuate se întâmplă asta).”
Purcell a numit descoperirea o noutate, menționând că, deși există deja sisteme de împerechere cunoscute și neobișnuite la furnici, furnicile culegătoare iberice sunt printre cele mai ciudate - și prezintă mai multe mistere încă neelucidate, potrivit edition.cnn.
„Determinarea ordinii precise a evenimentelor din tractul reproducător feminin și a măsurii în care regina poate controla rezultatul pentru fiecare ovul (de exemplu, un ovul fertilizat va deveni lucrătoare sau propriul său cod genetic va fi eliminat pentru a produce un mascul?) este una dintre numeroasele direcții viitoare posibile de studiu în acest sistem uimitor”, a scris Purcell. „Aștept cu nerăbdare să văd ce vor aborda, în continuare, Jonathan Romiguier și echipa sa!”
Citește pe Antena3.ro
