Sarı çılgın karıncalar üreme kurallarını çiğniyor.
Araştırmacıların 7 Nisan Science dergisinde bildirdiğine göre, her erkek karınca, iki farklı genetik soydan ayrı hücre popülasyonları içeriyor ve bu da onları “kimera” yapıyor. Sarı çılgın karıncalar (Anoplolepis gracilipes), doğurgan erkekler yaratmak için kimerizm gerektiren bilinen ilk türdür.
Çalışmada yer almayan Harvard Üniversitesi’nden evrimsel genetikçi Waring “Buck” Trible, bunun “diğer karıncalarda gözlemlediğimiz sıra dışı çiftleşme sistemlerine zarif bir yanıt” olduğunu söylüyor. Karıncalarda “Bunu bir sonraki evrimsel adım olarak değerlendirebiliriz”.
Çoğu hayvan, DNA’larını birleştiren bir sperm hücresi ve bir yumurta hücresinden gelişir. Bir yaratık büyüdükçe, eşey hücreleri dışındaki tüm hücreler, her biri bir ebeveynden olmak üzere iki set DNA taşıyan kromozom taşır. Yani bu somatik hücrelerin hepsi aynı genetik bilgiyi taşır. Sperm ve yumurta hücreleri sadece bir takım kromozom içerir.
Ancak birçok karıncada, eşekarısı ve arı gibi diğer böceklerle birlikte, yalnızca dişilerde kromozom çiftleri olan somatik hücreler bulunur. Erkekler tipik olarak döllenmemiş yumurtalardan gelişir. Yani somatik hücreleri sadece bir takım kromozom taşır.
Bununla birlikte, 2007’de yapılan bir araştırma, örneklenen erkek sarı deli karıncaların yaklaşık yarısının, tıpkı türün dişi işçi karıncaları gibi, aynı genlerin iki farklı kopyasına sahip olduğunu buldu.
Ancak Almanya’daki Mainz Johannes Gutenberg Üniversitesi’nden evrimci biyolog Hugo Darras, “Bu türdeki tüm erkeklerin diploid olması” veya her bir somatik hücrede iki set kromozom olması hiç mantıklı gelmiyordu, diyor. Bu diğer karıncalarda olduğunda, erkeklerin genellikle kısır olduğunu söylüyor. “Kimsenin bir açıklaması yoktu.”
Böylece Darras ve meslektaşları, Doğu ve Güneydoğu Asya’dan yüzlerce sarı çılgın karınca topladı. Dişileri – kraliçeler ve işçiler – analiz etmek, bu türdeki kraliyet ailesinin genetik bir kaynağa sahip olduğunu ortaya çıkardı. Üreme kraliçeleri, araştırmacıların R olarak adlandırdığı aynı soydan sperm ve yumurta hücrelerinin birleştirilmesinden geldi. İşçiler, iki farklı soyun melezleriydi, diğerine W deniyordu. /R genomları.
Önceki çalışmayla tutarlı olarak, araştırmacılar R/W erkekleri tanımladılar. Ama aynı zamanda erkeklerin somatik hücrelerinin, diğer karınca türlerinde olduğu gibi, sadece bir dizi kromozoma sahip olduğunu da buldular. Tek tek hücrelerden DNA çıkarmak, hücreler içinde kromozom çiftlerine sahip olmak yerine, her hücrenin iki soydan yalnızca birinden kromozomlar içerdiğini gösterdi.
Diğer deneyler, R ve W hücrelerinin erkeklerin vücutları boyunca eşit olmayan bir şekilde dağıldığını buldu. Vücudun çoğu, örneklenen dokuya göre neredeyse yüzde 75 olmak üzere çoğunluk R hücrelerini içerirken, oran spermde neredeyse ters döndü – yüzde 65’i W hücreleriydi.
Erkek sarı çılgın karıncalar, hem W hem de R DNA’sını miras alır. Ancak bu genomlar hücreler içinde eşleşmek yerine ayrı kalır ve farklı hücrelerde bulunur. Yeni bir genetik analiz, bu W ve R hücrelerinin vücutta eşit olmayan bir şekilde dağıldığını ve bu dağılımın bireyler arasında farklılık gösterdiğini ortaya çıkardı. Beş temsili erkek (gösterilmiştir), farklı dokularda bulunan R veya W DNA’lı hücrelerin oranındaki değişimi göstermektedir.H. Darras et al/Science 2023Erkek sarı çılgın karıncalar hem W hem de R DNA’sını miras alır. Ancak bu genomlar hücreler içinde eşleşmek yerine ayrı kalır ve farklı hücrelerde bulunur. Yeni bir genetik analiz, bu W ve R hücrelerinin vücutta eşit olmayan bir şekilde dağıldığını ve bu dağılımın bireyler arasında farklılık gösterdiğini ortaya çıkardı. Beş temsili erkek (gösterilmiştir), farklı dokularda bulunan R veya W DNA’lı hücrelerin oranındaki değişimi göstermektedir.H. Darras ve arkadaşları/Bilim 2023
Hem işçiler hem de erkekler W sperminin R yumurtalarıyla birleştirilmesinden geldikleri için cinsiyet, DNA paketlerinin veya çekirdeklerinin birleşip birleşmemesine bağlıdır. Füzyon bir dişi yaratır. Ancak kaynaşamama, iki çekirdeğin aynı yumurta içinde ayrı ayrı bölünmesine ve bir erkek üretmesine neden olur.
Bu karıncalarda daha önce hiç görülmemiş bu üreme biçiminin neden evrimleştiği belli değil. “Yumurta hücresiyle kaynaşmayı reddederek, [the sperm] üreme verimini artırabilir, ”diyor Trible. Dişi işçi karıncalar kısırdır ve bu nedenle W genomunu aktaramazlar.
Darras, “Çatışma halinde olan ancak bazen işbirliği yapan iki genom arasındaki bir etkileşim olabileceğini düşünüyoruz” diyor. Bu farklı soylar, sonunda birbirine karışan iki ayrı karınca popülasyonunda bağımsız olarak evrimleşmiş olabilir. Veya zamanla farklılaşan benzer genlerle başlayabilirlerdi, diye ekliyor. “Ancak tüm genomlar ayrılmış gibi görünüyor ve herhangi bir genetik materyal değiş tokuşu yapmıyor.”
Bu garip üreme yöntemi, karınca popülasyonları için avantajlı olabilir ve bu da sarı çılgın karıncanın dünyanın en kötü istilacı türlerinden biri olmasına yol açabilir (SN: 15/9/09). R ve W çekirdeklerinin füzyonu yalnızca kısır işçilerle sonuçlandığından, genomlar asla karışamaz ve bir sonraki nesle aktarılamaz. Böylece karıncalar, diğer istilacı karınca türlerinde görülen bir özellik olan akraba çiftleşme olasılığından kaçınırlar (SN: 2/1/11).
Kimeralar, insanlar da dahil olmak üzere diğer canlılarda bulunmuştur, ancak bu genellikle bir kazadır. Sarı çılgın karıncalar, kimerizmin cinsiyeti belirlediği bilinen ilk türdür. Ancak bazı bilim adamları yaklaşık 20.000 karınca türü olduğunu tahmin ediyor ve çoğunun üreme sistemi henüz incelenmedi.
Araştırmada yer almayan Çin’in Hangzhou kentindeki Zhejiang Üniversitesi’nden evrimsel biyolog Guojie Zhang, “Bu çok özel bir sistem” diyor. “Soru, bu sistemin diğer karınca soylarında ne sıklıkla gözlemlenebileceği olacaktır.”
