Как стать «муравьедом»

Муравьи известны в мире насекомых своей сложной социальной структурой и поведением. Рабочие и собиратели поддерживают королеву, добросовестно выполняя свою социальную роль для общего здоровья колонии. Этот сложный «суперорганизм» — как его окрестили ученые — стал основной моделью для изучения генетических и поведенческих корней социальных организмов.

Примечательно, что есть также редкие случаи, когда муравьи плохо ладят с другими и отказываются от своих социальных обязанностей, чтобы стать паразитами на свободе среди своих свободно живущих родственников.

Теперь, в новом исследовании, опубликованном в Nature Communications, международное сотрудничество исследователей из Европы (университеты Мюнстера и Копенгагена), Южной Америки (Университет Республики в Монтевидео, Уругвай) и США (во главе с Университетом штата Аризона), объединились, чтобы обнаружить и собрать эти редкие муравьи-социальные паразиты. Вместе они получили и проанализировали полные последовательности генома ДНК трех редких видов муравьев-листорезов «социальных паразитов» (называемых Acromyrmex inquilines), чтобы лучше понять различия между ними и их соответствующими видами-хозяевами.

Это первый раз, когда несколько видов социально паразитических муравьев смогли секвенировать свои геномы.

«Наши открытия продвигают наше понимание геномных последствий перехода к новой, узкоспециализированной истории жизни и дают детальное представление о молекулярной эволюции социального паразитизма у муравьев», — сказал Кристиан Рабелинг, доцент Школы естественных наук Университета штата Калифорния и профессор автор-корреспондент исследования.

От социального паразита к социальному

Необычный переход к социальным паразитам важно понимать, потому что геномы муравьев эволюционировали более 100 миллионов лет. Произошел единственный важный переход, представивший новый уровень «суперорганизма» в социальной организационной структуре с кастовой сегрегацией царицы и работницы и безусловным альтруизмом. Этот суперорганизм был настолько успешным, что произвел биоразнообразие из 17 подсемейств, 338 родов и более 13 900 живых видов.

«Поэтому неудивительно, что параллельные сдвиги к узкоспециализированному социально паразитическому поведению и образу жизни, отказывающемуся от этого фундаментального наследственного состояния, обычно основанного на аутбридинге и более крупных эффективных популяциях, оставляют значительные геномные следы», — сказал Рабелинг. «Результаты нашего анализа всего трех из этих видов подтверждают, что социальные паразиты муравьев предлагают важные системы исследования для выявления признаков совместной жизни социальной колонии.

При этом их анализ подтвердил, что в течение примерно полутора миллионов лет каждый из этих видов муравьев нашел независимые, отдельные способы эволюции и превращения в социальных паразитов. Признаки генетической эрозии в масштабе всего генома и конкретных признаков оказались наиболее выраженными у социальных муравьев-паразитов.