Cercetătorii au descoperit un mecanism de reproducere neobișnuit la furnicile secerătoare iberice (Messor ibericus), care le permite reginelor să producă ouă ce se dezvoltă în două specii diferite de furnici. Această descoperire, realizată de o echipă internațională și publicată pe 3 septembrie în revista Nature, schimbă fundamental înțelegerea biologiei acestor insecte, evidențiind o strategie de supraviețuire care răstoarnă principiile clasice ale reproducției.

O trăsătură reproductivă surprinzătoare

<pÎn timp ce investigau o specie de furnici dispărută, cercetătorii au observat că furnicile secerătoare iberice păreau să producă lucrătoare hibride prin împerecherea cu o altă specie, Messor structor, prezentă în regiunea mediteraneană. Totuși, colonia studiată în Sicilia se afla la aproximativ 1.000 de kilometri distanță de cea mai apropiată populație cunoscută de Messor structor, ceea ce ridica semne de întrebare. „Aveam o bănuială puternică că ceva era foarte neobișnuit la această specie, dar, sincer să fiu, eram departe de a ne imagina cât de neobișnuită era de fapt”, a declarat Jonathan Romiguier, cercetător senior la Universitatea din Montpellier și autor principal al studiului.După cinci ani de cercetări care au inclus secvențierea genomului a sute de furnici din peste 120 de populații europene și experimente de laborator, echipa a constatat că o singură regină poate produce ouă ce dau naștere la două specii diferite: o specie păroasă și una aproape fără păr, caracteristică distinctivă în clasificarea furnicilor.

Divizarea speciilor și adaptarea reproductivă

Speciile Messor ibericus și Messor structor s-au separat în urmă cu peste 5 milioane de ani, dar au continuat să coexiste în anumite regiuni ale Europei, precum estul Franței. Într-un moment evolutiv necunoscut, reginele furnicilor iberice au pierdut abilitatea de a produce singure lucrătoare, ceea ce le-a determinat să se împerecheze cu masculi de Messor structor pentru a asigura forța de muncă hibridă, care reprezintă 99% din colonie.

Potrivit lui Romiguier, acest fenomen ar putea fi rezultatul unui conflict evolutiv între regine și larve, în care un element genetic „egoist” favorizează dezvoltarea larvelor în regine, sporind astfel transmiterea sa genetică. Astfel, furnicile iberice au devenit dependente de masculii Messor structor, practicând un parazitism spermatic.

În loc să se bazeze pe întâlniri cu masculii din sălbăticie, reginele au dezvoltat o strategie numită „domesticire sexuală”, clonând spermatozoizii masculilor Messor structor din sperma stocată intern. „La fel ca omenirea care a domesticit animalele, ele au ajuns să controleze reproducerea acestor masculi pe care odată îi exploatau în sălbăticie”, a explicat Romiguier.

Reproducerea xenoparous, un fenomen unic

Furnicile secerătoare iberice sunt primele cunoscute care practică xenoparous — un mod de reproducere în care ouăle unei specii produc descendenți dintr-o altă specie. „Acest lucru arată pentru prima dată evoluția xenoparității, adică propagarea genomului unei alte specii prin propriile ouă”, a subliniat Romiguier.

O surpriză genetică

Analiza genomică a arătat că doar reginele și masculii Messor ibericus sunt „pure” genetic, în timp ce lucrătoarele hibride provin din ouă fertilizate cu spermă clonată de Messor structor. Regina elimină ADN-ul nuclear matern din ovul, lăsând să se dezvolte doar materialul genetic al spermatozoidului clonat. Acești masculi clonați, deși diferiți fizic de masculii Messor structor, posedă mitocondrii cu ADN Messor ibericus, dar acesta reprezintă mai puțin de 0,01% din genom.

Romiguier a explicat că, de-a lungul generațiilor, clonii pot acumula mutații și pot diverge genetic de la primul exemplar clonat, dar în esență clonarea reprezintă copierea genomului nuclear al tatălui.

Două specii dintr-o singură regină

În laborator, cercetătorii au crescut colonii de furnici iberice și au observat că, dintr-o singură regină, se nasc două specii de masculi cu genomuri distincte: masculi Messor structor fără păr și masculi Messor ibericus cu păr. În viitor, echipa intenționează să studieze mecanismele celulare care permit eliminarea ADN-ului matern și clonarea spermatozoizilor străini.

Potrivit lui Romiguier, înțelegerea acestui proces natural de clonare ar putea sprijini cercetările privind clonarea artificială la alte specii.

Reacții din partea comunității științifice

Dr. Jacobus J. Boomsma, profesor la Universitatea din Copenhaga, a remarcat că această combinație între hibridizare și androgeneză este un fenomen surprinzător. El a explicat că adaptările furnicilor au fost determinate de selecția naturală, iar crearea de muncitori hibrizi mai adaptați le-a permis extinderea geografică. Totodată, Boomsma a avertizat că, pe termen lung, lipsa variației genetice ar putea conduce la dispariția acestei specii.

Jessica Purcell, profesor asistent la Universitatea din California, Riverside, care a studiat furnicile secerătoare iberice, a salutat descoperirea ca fiind una remarcabilă și a subliniat că multe aspecte ale mecanismului reproducător rămân încă necunoscute. „Stabilirea ordinii exacte a evenimentelor din tractul reproductiv feminin și modul în care regina controlează rezultatul fiecărui ou reprezintă direcții importante pentru cercetările viitoare”, a declarat ea.