Огненные муравьи Solenopsis invicta известны не только своим ядом и высокими завоевательными способностями (это один из самых агрессивных инвазивных видов), но и особенностями социальной жизни. Некоторые колонии у них начинаются с одной самки, которая после оплодотворения перелетает на новое место, откладывает яйца и ждёт, когда вылупившиеся личинки превратятся в полноценных рабочих. Такие особи, живущие под одной самкой, нетерпимы к другим самкам, которые могут оказаться поблизости. Кроме того, у огненных муравьёв есть и другие колонии, сформированные несколькими самками, которые собрались вместе: самки расселяются вместе с рабочими особями, и в будущем подданные такой «королевы» будут спокойно принимать таких же «королев» в свой дом. Если же в колонию второго типа залетит самостоятельная самка первого типа, её убьют.

Огненные красные муравьи с добычей (фото [stevensys])Социальные программы — по крайне мере у насекомых — находятся под управлением генов. В 1998 году исследователям удалось обнаружить, что муравьи из колоний разных видов отличаются вариантами гена Gp-9. Муравьи из колоний с одной маткой имели две одинаковые нормальные копии этого гена, тогда как в колониях со множеством королев одна копия Gp-9 была мутантной. Ген Gp-9 кодирует белок обонятельного рецептора, так что на первый взгляд всё было вполне логично: разные варианты гена позволяли узнавать, какая королева «своя», а какая — нет.

Но не слишком ли много различий в поведении и физиологии муравьёв зависело от одного-единственного гена? Тут и размер матки, и плодовитость, и запах, и агрессивность... Так что исследователи всё больше склонялись к мысли, что дело тут не в одном гене, а в нескольких. Дальнейшие изыскания, как говорится, полностью подтвердили это предположение. Учёные из Университета Лозанны (Швейцария) прошлись по геному 500 особей огненных муравьёв, которые либо были потомками одной матки, либо жили в колонии с несколькими королевами. С особым вниманием проверялся участок ДНК с геном Gp-9: ведь если тут замешана целая группа генов, то она должна наследоваться одним блоком, избегая рекомбинационной перетасовки в потомстве.

Результаты исследований эти ожидания подтвердили и даже в некотором роде превзошли: в статье, появившейся в Nature, учёные сообщают об обнаружении 600 генов, которые передаются у огненных муравьёв единым куском из поколения в поколение. Среди них был, разумеется, и Gp-9; в целом же весь блок занимал почти половину хромосомы, в которую входил. Бóльшая часть генов, отличия которых сопровождали разницу в социальном поведении, содержалась именно в этом фрагменте.

Здесь можно провести аналогию с половой хромосомой: мужские признаки переходят в потомство цельным генетическим монолитом; анатомическое и физиологическое смешение, например, мужских и женских гениталий в норме невозможно. Точно так же наследуются и гены, формирующие социальную программу: чтобы она работала адекватно, нужно, чтобы все необходимые гены были вместе. Ну а их количество просто указывает на то, что поведенческие механизмы слишком сложны, чтобы управляться одним-двумя генами, даже у таких простых, сугубо инстинктивных существ, как муравьи.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

Четыре научные группы практически одновременно представили черновые варианты расшифровки генетических последовательностей красного огненного муравья Solenopsis invicta, аргентинского муравья Linepithema humile, бородатого муравья-жнеца Pogonomyrmex barbatus и муравья-листореза Atta cephalotes.

Pogonomyrmex barbatus (фото Joseph Berger) Три статьи ([1], [2], [3]) будут опубликованы в одном из ближайших выпусков журнала Proceedings of the National Academy of Sciences. Четвёртая работа, посвящённая Atta cephalotes, появится 10 февраля в издании PLoS Genetics.

Публикация расшифрованных геномов должна, как надеются учёные, помочь в борьбе с опасными инвазивными видами насекомых, к которым относятся Solenopsis  invicta и Linepithema humile. Здесь обязательно понадобятся данные о генах, обеспечивающих муравьям прекрасно развитое обоняние, и такая информация уже начинает поступать. Самым развитым в этом плане оказался аргентинский муравей: при рассмотрении 16 344 его генов исследователи выделили сразу 367 генов обонятельных рецепторов (к примеру, у медоносной пчелы их «всего» 174). За вкусовые рецепторы у Linepithema humile отвечают 116 генов (у пчелы — 10).

Генетики также пытаются понять, как можно нарушить социальную структуру колонии членистоногих и лишить их возможности нормально размножаться. В новых работах показано, что у муравьёв действует уже известный специалистам механизм определения роли насекомого в сообществе — метилирование ДНК.

Сейчас учёные приступают к сравнению геномов, в котором участвуют и две последовательности, расшифрованные в августе прошлого года и принадлежащие муравьям Harpegnathos saltator и Camponotus floridanus

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА