Сложные сообщества термитов, насчитывающие миллионы особей, эволюционировали из одиночных предков, похожих на современных тараканов. Новое исследование, проведенное специалистами из Сиднейского университета (астралия) вместе с коллегами из других стран, показало, что этот скачок в социальной организации произошел не за счет появления новых генов, а в результате их утраты. Работа, опубликованная в журнале Science, прослеживает путь термитов от древесных тараканов, которые начали питаться мертвой древесиной. Этот сдвиг в питании запустил цепь генетических и социальных изменений.
Для анализа ученые сравнили высококачественные геномы обычных тараканов, их близких родственников — древесных тараканов, живущих семейными группами, — и нескольких видов термитов. Оказалось, что геномы термитов и древесных тараканов проще и меньше, чем у их одиночных предков. В процессе эволюции термиты потеряли множество генов, связанных с метаболизмом, пищеварением и размножением, поскольку стали больше зависеть от кооперации и обмена пищей внутри колонии. Один из самых заметных примеров — утрата генов, отвечающих за формирование хвоста сперматозоидов. В отличие от тараканов, сперматозоиды термитов неподвижны.
По словам профессора Натана Ло, ведущего автора исследования, эта потеря не стала причиной моногамии, а, напротив, является ее явным признаком. У большинства животных самки спариваются с несколькими самцами, что создает конкуренцию между сперматозоидами и поддерживает необходимость в их подвижности. Когда предки термитов перешли к строгой моногамии, давление отбора, сохранявшее гены подвижности сперматозоидов, исчезло, и эти гены были утрачены. Это открытие поддерживает идею о том, что тесное генетическое родство, обеспечиваемое моногамией, сыграло важную роль в становлении сложных социальных систем термитов.
Исследование также проливает свет на внутреннюю организацию колоний. Судьба личинки — стать рабочим или будущим репродуктивной особью — во многом зависит от питания на ранних стадиях. Обильно кормлящиеся личинки развивают высокий энергетический метаболизм и становятся стерильными рабочими. Личинки, получающие меньше пищи, растут медленнее, но сохраняют репродуктивный потенциал, чтобы в будущем заменить короля или королеву. Такая регуляция через обмен пищей позволяет колонии гибко управлять составом своих каст.
Ранее Наука Mail рассказывала, что королева муравьев может клонировать особей другого вида.
