Dieta genomului la furnicile de tăiat frunze - modul de viață simbiotic se reflectă în genomul
Modul de viață simbiotic se reflectă în genomul insectelor
Furnicile tăietoare de frunze operează „agricultura”: tăie frunze din copaci și, ca pe o linie de asamblare, poartă frânturi de frunze în cuiburile subterane. Insectele cresc ciuperci pe care le hrănesc. Un consorțiu internațional de cercetare a demonstrat acum pentru prima dată: acest mod de viață extrem de specializat se reflectă în structura genetică a furnicilor de tăiat frunze și a dus, de exemplu, la lipsa anumitor gene care sunt altfel necesare pentru digestie.
Cercetătorii conduși de profesorii Cameron Currie și Garret Suen de la Universitatea SUA din Wisconsin-Madison prezintă acum rezultatele noului lor studiu, în care au analizat pentru prima dată genomul complet al furnicilor tăietoare de frunze Atta cefalote, în revista „PLoS Genetics”.
Cultivarea ciupercilor de până la 50 de milioane de ani
„Din genom putem citi acum ceva despre istoria evoluției furnicilor din ultimii 30 până la 50 de milioane de ani - gestionarea ciupercilor a fost probabil atât de lungă”, explică Erich Bornberg-Bauer de la Institutul pentru Evoluție și Biodiversitate de la Universitatea din Münster (WWU) a cărei echipă a jucat, de asemenea, un rol cheie în proiect.
Datorită aprovizionării bogate cu alimente, furnicile tăietoare de frunze își permiteau să piardă unele gene care joacă un rol important în metabolismul altor insecte. Furnicile nu mai produc anumite enzime digestive - au devenit inutile, deoarece digestia produselor fungice nu necesită descompunerea proteinelor.
Larvele furnicilor și-au pierdut, de asemenea, capacitatea de a produce anumiți aminoacizi. „Presupunem că ciuperca le furnizează și că, prin urmare, nu mai este necesar ca furnicile să le producă”, continuă Bornberg-Bauer.
Genomul de slăbire a furnicelor de tăiat frunze
Cheia acestei slăbiri a genomului stă în modul de viață simbiotic al furnicilor tăietoare de frunze. Animalele trăiesc într-o rețea de dependențe ecologice reciproce. Numeroase cutii de lucrători extrem de diferite din punct de vedere fizic optimizează cultivarea ciupercilor printr-o împărțire precisă a muncii.
Acestea includ, de exemplu, femei războinice gigantice care apără colonia și ciuperca. Există, de asemenea, mici grădinari care îngrijesc cu grijă ciuperca cu piesele lor delicate, sau furajerii care se specializează în colectarea frunzelor.
Bacteriile fac grădini de ciuperci libere de paraziți
Potrivit cercetătorilor, ciuperca este adesea atacată de un alt parazit. Dar furnicile iau măsuri de precauție: transportă anumite bacterii pe corp și le hrănesc cu o secreție glandulară. La rândul său, bacteriile ajută la menținerea grădinilor de ciuperci libere de paraziți.
Alte bacterii folosesc grădinile de ciuperci ca sursă de hrană și în schimb furnizează ciuperci și furnici cu azot. Furnicile au dezvoltat astfel nu numai un tip de agricultură, ci și măsuri de igienă foarte specializate. În același timp, însă, au devenit și dependenți - fără ciuperca coloniile pier.
Baza genetică a diviziunii cutiei este neclară
Baza genetică a diviziunii cutiei este încă un mister. "Dar ancheta genomului va duce în curând la noi descoperiri și aici", suspectează Bornberg-Bauer.