Уведомления
Авторизуйтесь или зарегистрируйтесь, чтобы оценивать материалы, создавать записи и писать комментарии.
Авторизуясь, вы соглашаетесь с правилами пользования сайтом и даете согласие на обработку персональных данных.
Муравьиные матки научились клонировать самцов другого вида для спаривания с дочерьми
Королевы иберийских муравьев-жнецов производят не только потомство своего вида, но и с помощью клонирования выводят самцов другого вида. После появления на свет «чужаки» становятся отцами всех рабочих особей в колонии. О муравьином парадоксе, который меняет привычные представления о размножении и выживании муравьиных колоний, ученые знали давно, но не было достаточно данных, чтобы в нем разобраться. Теперь они появились.
Во время экспедиции на итальянский остров Сицилия команда биологов под руководством Джонатана Ромигье (Jonathan Romiguier) из Университета Монпелье во Франции изучила иберийских муравьев-жнецов (Messor ibericus) и обнаружила у них одну странность. Выяснилось, что во всех колониях рабочие муравьи — стерильные самки, которые живут от нескольких недель до нескольких лет — были гибридами. Примерно половина их ДНК совпала с ДНК степного муравья-жнеца (Messor structor), то есть с представителем другого вида.
Тогда Ромигье и его коллеги предположили, что вероятнее всего самки появились на свет от самцов Messor structor, которые родились после спаривания их «отцов» с королевой Messor ibericus. Межвидовое скрещивание происходит у некоторых других видов муравьев, но пока ученые не знают почему. Существует два наиболее вероятных объяснения. Первое — гетерозис, когда потомство от смешения двух близкородственных видов получается более жизнеспособным и здоровым.
Второе объяснение может скрываться в уникальной генетической проблеме Messor ibericus. Когда королева спаривается с самцами своего вида, все потомство развивается в новых королев. Рабочие не появляются, а без них колония обречена на гибель. Спаривание с представителями другого вида может быть эволюционным механизмом, помогающим обойти это препятствие.
Но загадка в том, что колонии Messor ibericus встречаются и в регионах, где Messor structor вовсе не живут. Например, на той же Сицилии. И все же там в гнездах исследователи находили странных самцов без волосков на теле, похожих на Messor structor. Как такое возможно?
Разобраться в парадоксе помог генетический анализ «чужаков». Ромигье и его коллеги исследовали митохондриальную ДНК таких самцов — небольшой участок генома, который передается исключительно по материнской линии. Оказалось, она принадлежала виду Messor ibericus. Это означало только одно: матерью самцов Messor structor была королева Messor ibericus.
Чтобы проверить гипотезу, ученые собрали почти 50 колоний иберийских муравьев-жнецов и два года наблюдали за ними в лаборатории. Выведение самцов в неволе — задача крайне сложная. Однако удача все же улыбнулась исследователям, когда в лаборатории родились три гибридных самца. Это стало доказательством: королева Messor ibericus действительно способна производить на свет самцов двух видов — своего и чужого.
Каким же образом происходит оплодотворение, ведь в исследуемых колониях не было живых представителей другого вида? Единственное возможное объяснение — клонирование «чужаков» из спермы Messor structor, хранящейся в специализированном органе, называемом сперматекой.
Яйцо королевы содержит ее собственный генетический материал. Если яйцо не оплодотворено сперматозоидом, из него развивается самец Messor ibericus, если оплодотворено — самка (будущая королева). То есть самцы своего вида происходят прямо из генов матери, без отцовского вклада, самки — наоборот, с участием отца. Первый способ размножения называют гаплодиплоидным.
Если в прошлом королева Messor ibericus спарилась с самцами своего вида и Messor structor, в ее сперматеке хранятся два типа спермы: «своя» (от Messor ibericus) и «чужая» (от Messor structor). Когда королева производит на свет самца Messor structor, она использует «чужую» сперму. Но применяет ее не по прямому назначению, не для оплодотворения яйцеклетки, а как генетический контейнер для клона. Происходит не оплодотворение, а замещение генетического материала яйцеклетки генетическим материалом сперматозоида.
Сперматозоид Messor structor, по-видимому, полностью уничтожает или деактивирует ядерную ДНК яйцеклетки королевы. После этого ДНК самца Messor structor, используется для создания эмбриона. Единственное, что остается от королевы-матери в яйце, — митохондриальная ДНК. В результате получается копия (клон) самца, поскольку воспроизводятся гены отца, а вклад матери минимален.
Такое решение природы обеспечивает выживание колонии. Королевы производят на свет два типа репродуктивных самцов. Ее дочери, будущие королевы, спариваются с самцами своего вида, Messor ibericus, чтобы произвести новое поколение маток. А для создания армии рабочих дочери используют самцов-клонов Messor structor. Их сперма дает жизнеспособное гибридное потомство рабочих, а также новых клонированных самцов Messor structor для будущих поколений.
В природе известны случаи, когда сперма самца одного вида «обманывает» яйцеклетку самки другого вида, заставляя ее производить чужеродное потомство. Но такой паразитизм выгоден только самцу. У иберийских муравьев-жнецов все устроено иначе, им выгоден симбиоз.
Королевы не могут обойтись без клонированных самцов, чтобы поддерживать жизнедеятельность колонии, а те, в свою очередь, нуждаются в королеве, чтобы воспроизвести себе подобных. Кроме того, «чужаки» живут и защищаются благодаря гибридным рабочим, которые кормят и охраняют всех. И еще важное: нет свидетельств, что клоны Messor structor когда-либо спаривались с самками своего вида, то есть они не возвращаются к «родной» половой репродукции.
Поскольку клоны Messor structor не получают новых генов извне, они накапливают опасные мутации. Это делает всю линию уязвимой и в долгосрочной перспективе может привести к ее вырождению. Однако пока механизм работает. Колонии Messor ibericus успешно распространяются по Средиземноморью, занимая даже те регионы, где Messor structor ранее не встречался.
Результаты исследования представлены в журнале Nature.
Telegram 
Дзен 
VK От рыб произошли все наземные позвоночные, включая нас, но как именно рыбы стали главным населением морей — до последнего времени оставалось неясным. Авторы новой научной работы попытались доказать, что причиной этого было вымирание, возможно, вызванное белыми ночами.
В Олдувайском ущелье на севере Танзании ученые обнаружили скелет слона возрастом 1,78 миллиона лет, а рядом с ним — необычные для того времени каменные орудия. Авторы нового исследования полагают, что им удалось найти древнейшее место разделки гигантской добычи.
На юге Африки ученые обнаружили коллекцию небольших каменных стрел. С виду — обычные артефакты древнего человека. Но современные технологии позволили выявить их смертельный секрет. Эти наконечники, которым почти 60 тысяч лет, сохранили следы яда. Авторы нового исследования пришли к выводу, что древние охотники стали использовать яды намного раньше, чем считала наука.
На юге Африки ученые обнаружили коллекцию небольших каменных стрел. С виду — обычные артефакты древнего человека. Но современные технологии позволили выявить их смертельный секрет. Эти наконечники, которым почти 60 тысяч лет, сохранили следы яда. Авторы нового исследования пришли к выводу, что древние охотники стали использовать яды намного раньше, чем считала наука.
От рыб произошли все наземные позвоночные, включая нас, но как именно рыбы стали главным населением морей — до последнего времени оставалось неясным. Авторы новой научной работы попытались доказать, что причиной этого было вымирание, возможно, вызванное белыми ночами.
Ученые десятилетиями ищут кости мамонтов, которые, по данным генетиков, могли дожить на материке до бронзового века. Очередная потенциальная находка с Аляски, считавшаяся остатками мамонтов, после проверки оказалась костями китов, умерших около двух тысяч лет назад.
На скалистых берегах аргентинской Патагонии разворачивается настоящая драма. Магеллановы пингвины, долгое время чувствовавшие себя в безопасности на суше в своих многотысячных колониях, столкнулись с новым и беспощадным врагом. Их извечные морские страхи — касатки и морские леопарды — теперь блекнут перед угрозой, пришедшей из глубины материка. Виновник переполоха — грациозный и мощный хищник, недавно вернувшийся на эти земли после долгого изгнания.
Среди самых интригующих открытий космического телескопа «Джеймс Уэбб» — компактные объекты, получившие название «маленькие красные точки». Их видели только в самых дальних уголках Вселенной. Большинство возникло в первый миллиард лет после Большого взрыва, и ученые предполагали, что такие источники представляют собой небольшие компактные галактики. Однако международная команда астрономов пришла к иному выводу. Они предположили, что на самом деле «маленькие красные точки» — черные дыры, окруженные массивной газовой оболочкой.
Ученые задались вопросом: почему два расположенных по соседству спутника Юпитера такие разные, ведь на Ио повсеместно извергаются вулканы, а Европа полностью покрыта многокилометровой коркой льда. Есть версия, что Ио когда-то тоже была богата водой, но по итогам недавнего исследования это сочли неправдоподобным.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии