Alig néhány milliméter hosszú, lágy, tésztás testük ezreket számolt. Még a mikroszkóp alatt is a férfiak és nők alig voltak megkülönböztethetők, ám Toshihisa Yashiro már elkezdte számolni. Termeszek százai léptek be a népszámlálásba, Yashiro kétségei végül eltűntek - egyetlen férfit sem lehetett megtalálni.
Ma, a BMC Biology folyóiratban , Yashiro kutatócsoportja a japán déli régióiban természetesen előforduló, minden nőstény termeszközök felfedezéséről számol be, amelyek a világ első ismert Asexual termitapopulációját képviselik.
Eleinte nehéz volt elhinni. "Az emberekben a nemek közötti egyenlőségű társadalmakban a termita telepekben általában azonos számú férfi és nő van" - magyarázza Yashiro, a Sydney-i Egyetem biológusa. "A férfiak és a nők egyaránt működnek a társadalom működésében."
A japán tengerparton végzett terepmunka során Yashiro és kollégái meglepődtek, hogy a Glyptotermes nakajimai termeszek több populációján átbotlik, amelyek látszólag kizárólag nők voltak. Ezeknek a kolóniáknak az egyetlen módja az asszexuális szaporodás általi fenntartásuknak lenne, de Yashiro bizonyítási terhe óriási volt. Ennek az elméletnek a kipróbálására gondosan ki kell zárnia a hímek jelenlétét több ezer rovar telepein.
Tehát Yashiro és csapata számolni kezdett. Másfél év alatt a kutatók tíz szántóföldi helyről ezer apró termetét szexuáltak, amelyek Japán szárazföldi részén és számos szomszédos szigeten terültek el. Nem tartott sokáig, amíg a földrajzi különbségek megjelentek. Honshuban, Japán legnagyobb és legnépesebb szigetén, valamint Amami-Oshima, Okinawa és Ogasawara part menti szigetein a nemek közötti tipikus ötvenötven egyensúly változatlan maradt. De Shikoku-ban és Kyushu-ban - Japán négy fő szigetének kettőjénél - a figurák eltűntek.
Bár Yashiro és kollégái 74 különféle kolóniából mindegyiknél több mint 100 egyént vizsgáltak meg, biztosaknak kellett lenniük. A kutatók szerencséjeként, ha egy termeszkirálynő sikeresen párosodik, egy kis spermafelszedő tasak formájában viseli ezt az életjelvényt. Amikor a csapat felszabadította ezeket az apró kincstárolókat, rájöttek, hogy míg a vegyes nemű kolóniákat óriásplakátok vezetik spermával, a nőstény klánok hölgyeinek uralkodói csak üres tartályokat szállítottak.
Érett termesz királynő, munkások és katonák körül. (CSIRO / CC BY 3.0) Az aszexuális szaporodás további megerősítésére a kutatók tojások vizsgálatára fordultak - ezek százai. Míg a vegyes nemű populációk tojásainak csaknem felét megtermékenyítették, egyetlen nőstény kolóniából egyetlen petesejtet sem találtak. Ennek ellenére a két populáció petesejtjei azonos sebességgel keltek ki. A japán szárazföld legdélebbi régióiban úgy tűnik, hogy csak érintés nélküli szűz termeseket támoganak - és ezek virágzóak voltak.
Rebeca Rosengaus, a Northeastern University rovar-szociobiológusa és viselkedési ökológusa, aki nem állt kapcsolatban a tanulmánnyal, azt mondja, hogy „lenyűgözött”, és a munkát „alapos” és „nagyon átfogó” dicséretnek nevezi. a férfiak teljes kiküszöbölése ”- teszi hozzá. "Ez teljesen új és izgalmas."
A termeszek soha nem voltak különösebben romantikusak (famegmunkálási hajlandóságaikkal vitathatatlanul a természet legkisebb házimozdonyai). Valójában a legtöbb termesz monogám. Amikor a férfiak és nők elérik a szexuális érettséget, pápai repüléssel indulnak, hogy megfelelő ingatlanokat keressenek jövőbeli családjuk számára, és csak az új szövetségi körzetbe való elköltözés után fejtik ki a szakszervezetet. Itt az újonnan felkentett király és királynő munkások és jövőbeli királynők seregét fogja megtervezni, a méhekhez hasonló kasztokba rendezve.
Bár a termeszek és a méhek társadalmi struktúrái tartalmaznak néhány feltűnő hasonlóságot, a két vonal evolúciós szempontból távoli. A termeszek (amelyek technikailag a csótány típusa) látszólag önállóan fejlesztették ki monarchikus tendenciájukat, és további különbségek vannak a fajok között is. Például a terminitok férfi és női katonákat egyaránt alkalmaznak, míg a méhkasban az egész munkaerő nőstény - nővérek légiója, akik elfoglalt királynő alatt szolgálnak, gyakorlatilag nem adva hozzá néhány kevés hülye férfit.
Ezeket a nőket kedvelő közösségeket elősegíti a méhek szokatlan módon történő reprodukciójának szokatlan módja. Az emberi (és a legtöbb termiit) utódtól eltérően, amelyek minden szülőtől származó géneket örökölnek, amelyek XX nőstényeket és XY hímeket eredményeznek, a méhek mind a megtermékenyített petesejtekből, mind a megtermékenyítetlen tojásokból kelhetnek ki. A nem megtermékenyített petesejtek utódai csak az anyjuktól kapják a kromoszómákat, így XO hímek alakulnak ki, akiknek a kromoszóma fele annyi, mint a nőstársaik. Tehát a méhek többségében a nőstények csak a megtermékenyített tojásokból kelnek ki, és az összes megtermékenyített tojás nőstényeket keltet, és a szóban forgó hím hozzájárulásához szükség van a faj fenntartására.
Az utóbbi években azonban néhány méhcsaládot azonosítottak, amelyek a nőstényeket megtermékenyítetlen tojásokból kelik ki az anya kromoszómájának megduplázódásával. Ennek az egyszerű váltásnak hatalmas következményei lehetnek, mivel a nőstények most nőstényeket szülnek anélkül, hogy spermát kell vadászniuk, lehetővé téve a méhek némelyikén, hogy hímek nélkül szaporodjon. Úgy tűnik, hogy a termeszek hasonló spermium nélküli szaporodást végezhetnek, de a méhkason ellentétben a hímeket kiküszöbölõ termeszekócia teljesen fel tudta használni a már létezõ társadalmi struktúrát.
„Drámai, hogy… a férfiak nem nélkülözhetetlenek az állati társaságok fenntartásához, amelyekben korábban aktív társadalmi szerepet játszottak” - mondja Yashiro. És ahogyan a Washington State University entomológusa Laura Lavine rámutat, nem vagyunk pontosan idegeneek a termitek számára. Miért tartott ilyen sokáig ahhoz, hogy megtalálják a rovarvilágot fenyegető Amazonas állampolgárokat?
Néhány vad termesz kolóniát megfigyeltünk korábban aszexuálisan szaporodva, ám úgy gondolják, hogy ez a viselkedés a vegyes nemű kolóniákban elősegíti a belépést a termékeny királyok és saját utódaik között. A királynők képesek a megtermékenyítetlen tojásokat új királynőkké keltetni, de a nap végén a legtöbb termesz tisztességes időjárású paráznaság marad. Aszexualitással történő lebegést követően a királynők általában újra csatlakoznak királyaikhoz.
Az a tény, hogy a legtöbb termesz még nem vált át tisztaságra, annak oka a szexuális szaporodás evolúciós előnye. Mint kiderült, a szex hasznos a kolónia egészségének fenntartásában. Mindkét szülő génjeinek keverése sokszínűséget generál a populációban, ami akkor hasznos, amikor szélsőséges körülmények sújtják, például betegség vagy a környezet változása.
A termesek rohannak a fészk sérült területére, hogy helyrehozzák a lyukat. (USA Mezőgazdasági Minisztérium / Scott Bauer) Miért alakult ki egyáltalán a nőstény populáció? A válasz kibontakoztatása érdekében Yashiro és kollégái szó szerint a fejükre vetették az asexuális és szexuális termeseket. Amikor az összes nőstény és vegyes nemű kolóniákból származó katonatermitek noggineit megmérték, a kutatók azt találták, hogy nem meglepő módon a kizárólag nőstény kolóniákban lévők sokkal hasonlítottabbak. De ebben az esetben az egységesség nem feltétlenül volt rossz dolog.
Viszonylag fegyvertelen testükkel a termeszek nem a támadásokra készülnek. Ehelyett, amikor a kolóniát támadják, a rovar fő védelmi módja gyakran magában foglalja a fészkek bejáratának saját fejjel történő bedugását. A különféle fejméretek valószínűleg inkább terhet jelentenek, mint áldás, vagyis a hímek elvesztése valóban felhatalmazta ezeket a női harcosokat egy támadás túlélésére.
Mivel a sokféleség kritikus biztosítékot nyújt a mikrobiális fertőzésekkel szemben, Rosengaus szerint fontos, hogy a jövőbeni munkánk során megvizsgáljuk, mennyire hajlamosak ezek a különböző csoportok a betegségekre. Lehetséges, hogy az aszexuális, minden nőstény kolóniák csak Shikokuban és Kyushuban maradtak fenn, mivel ezek a régiók nem olyan elterjedtek a termit kórokozókban - tette hozzá Lavine, aki nem vett részt az új kutatásban -, de ezt az elméletet még nem tesztelték.
Miért elsősorban a kolóniák szexuális és szexuális közösségekre oszlanak, senki nem tudja kitalálni. Genetikai bizonyítékok alapján Yashiro és csapata körülbelül 14 millió évvel ezelőtt pontosan megmutatta a termeszek növekedését. Mivel azonban a két populáció továbbra is egymás mellett létezik, „valószínűleg tanúi lehetünk az evolúciónak akcióban” - mondja Rosengaus.
Mivel ezek a kolóniacsoportok földrajzilag el vannak választva, valószínűleg már nem keverednek egymásba - sőt valószínű, hogy a jövőben egy teljesen új, kizárólag egyedülálló nőstényekből álló faj fordulhat elő.
Egyelőre a két populáció műszakilag továbbra is ugyanazon fajba tartozik, de valószínűleg ez a felfedezés nem az utolsó a maga nemében. A nőstény fajok az egész állampolgárságból okos megoldásokkal találkoztak, hogy ezt egyedül lehessen megvalósítani. A termeszek ismertek lehetnek faanyagokon ebédelni, de biztonságos azt mondani, hogy nem minden nőnek van szüksége fára.
