Желтый сумасшедший муравей, или Anoplolepis gracilipes, имеет печально известную репутацию одного из самых опасных инвазивных видов в мире. Однако это не та причина, по которой этот конкретный муравей изучается группой международных исследователей. Их интересует то, как размножаются насекомые, ведь самцы этого муравья давно ставят ученых в тупик.

"Результаты предыдущих генетических анализов желтого сумасшедшего муравья показали, что самцы этого вида имеют по две копии каждой хромосомы. Это было весьма неожиданно, так как самцы муравьев, пчел и ос обычно развиваются из неоплодотворенных яиц, и, следовательно, должны иметь только одну материнскую копию каждой хромосомы, — объясняет доктор Хьюго Даррас, доцент Майнцского университета имени Иоганна Гутенберга (JGU) и ведущий автор статьи. — Поэтому мы решили исследовать это загадочное явление с помощью последующих экспериментов".

До сих пор предполагалось, что самцы желтого сумасшедшего муравья несут одни и те же два набора хромосом во всех клетках своего тела. Однако команда смогла продемонстрировать, что эта предпосылка была совсем не верной. "Мы обнаружили, что самцы муравьев имеют материнский и отцовский геномы в разных клетках своего тела и, таким образом, являются химерами. Иными словами, у всех самцов два генома, но каждая клетка их тела содержит только один или другой из них", — резюмирует Даррас. В норме у многоклеточной формы жизни — будь то человек, собака или летучая мышь — все клетки содержат одинаковый генетический материал.

Химеры — это особи, клетки которых содержат различный генетический материал. В природе они встречаются у некоторых видов, таких как кораллы и удильщики, у которых отдельные особи могут сливаться в единое целое.

Исследовательская группа пришла к выводу, что самцы желтых сумасшедших муравьев — это химеры: они развиваются из оплодотворенных яиц, в которых две родительские гаметы не сливаются. Вместо этого материнское и отцовское ядра делятся отдельно в пределах одной и той же яйцеклетки, а это означает, что получившиеся взрослые самцы имеют последовательности ДНК обоих родителей, но в разных клетках тела. Когда гаметы сливаются, из яйцеклетки развивается самка: либо матка, либо рабочая, в зависимости от генетической информации, которую несет сперма. Пока неизвестно, какие механизмы определяют, происходит слияние родительских гамет или нет.

Химеризм также может быть обнаружен у людей и других плацентарных млекопитающих. Во время беременности мать и плод могут обмениваться небольшим количеством клеток, поэтому потомство обычно имеет несколько клеток, содержащих тот же генетический материал, что и мать. Такие мелкомасштабные обмены также происходят между близнецами в утробе матери.

"В отличие от этих известных случаев, химеризм у желтого сумасшедшего муравья не является результатом слияния двух отдельных особей или обмена клетками между ними. Наоборот, этот процесс берет свое начало в одном оплодотворенном яйце. Это уникально". — заключает Даррас.

Ученые пришли к выводу, что развитие самца желтого сумасшедшего муравья, по-видимому, противоречит одному из фундаментальных законов биологической наследственности, согласно которому все клетки особи должны содержать один и тот же геном.

Исследование было опубликовано в журнале Science.