«Самые новые разновидности появляются в географической изоляции», сказал Кристиан Рэбелинг, доцент биологии в Университете Рочестера. «У нас теперь есть доказательства, что видообразование может произойти в единственной колонии».Результаты Rabeling и исследовательской группой были изданы сегодня в журнале Current Biology.В обнаружении паразитного кастратора Mycocepurus Рэбелинг и его коллеги раскрыли пример все еще спорной теории, известной как sympatric видообразование, которое происходит, когда новая разновидность развивается, деля ту же самую географическую область с ее родительскими разновидностями, все же воспроизводя самостоятельно. «В то время как sympatric видообразование более трудно доказать», сказал Рэбелинг, «мы полагаем, что находимся в процессе фактического документирования довольно происходящей эволюцией детали».
Новые разновидности сформированы, когда ее участники больше не в состоянии воспроизвести с членами родительских разновидностей. Обычно принятый механизм называют аллопатрическим видообразованием, в котором географические барьеры – такие как горы – отделяют членов группы, заставляя их развиться независимо.
«Начиная с Происхождения Дарвина Разновидностей эволюционные биологи долго дебатировали, могут ли две разновидности развиться от общего предка, не будучи географически изолированным друг от друга», сказал Тед Шульц, куратор муравьев в Национальном музее Смитсоновского института Естествознания и соавторе исследования. «С этим исследованием мы предлагаем востребованный случай для sympatric эволюции, которая откроет новые разговоры в дебатах о видообразовании у этих муравьев, общественных насекомых и эволюционной биологии более широко».M. кастратор не просто другой муравей в колонии; это – паразит, который живет с – и прочь – его хозяин, Mycocepurus goeldii. Хозяин – выращивающий гриб муравей, который выращивает гриб для его пищевой ценности, и для себя и, косвенно, для его паразита, который не участвует в работе роста сада грибов. Это принудило исследователей изучать генетические отношения всех выращивающих гриб муравьев в Южной Америке, включая все известные пять и шесть недавно обнаруженных разновидностей рода Mycocepurus, определять, развивался ли паразит действительно от его предполагаемого хозяина.
Они нашли, что паразитные муравьи были, действительно, генетически очень близко к M. goeldii, но не к другим видам муравьев.Они также решили, что паразитные муравьи больше не были репродуктивно совместимы с муравьями хозяина – созданием их уникальная разновидность – и прекратили воспроизводить с их хозяином простые 37,000 несколько лет назад – очень короткий период на эволюционной шкале.
Большая подсказка для исследовательской группы была найдена, сравнив гены муравьев, обоих в ядре клетки, а также в митохондриях – энергопроизводящие структуры в клетках. Гены сделаны из единиц, названных нуклеотидами, и Rabeling нашел, что упорядочивание тех нуклеотидов в митохондриях начинает отличаться от того, что найдено у муравьев хозяина, но что у генов в ядре все еще есть следы отношений между хозяином и паразитом, принуждая его прийти к заключению, что кастратор M. начал развиваться далеко от его хозяина.
Рэбелинг объяснил, что просто сравнения некоторых ядерных и митохондриальных генов может не быть достаточно, чтобы продемонстрировать, что паразитные муравьи – абсолютно новая разновидность. «Мы теперь упорядочиваем все митохондриальные и ядерные геномы этих паразитных муравьев и их хозяина, чтобы подтвердить видообразование и основной генетический механизм».Паразитные муравьи должны осуществить усмотрение, потому что использование в своих интересах разновидностей хозяина считают запретным в обществе муравья. Нарушающие муравьи, как было известно, были убиты толпами рабочего. В результате паразитная королева новых разновидностей развилась в меньший размер, делая их трудными различать от рабочего хозяина.
Примите королев, и мужчины воспроизводят на воздушной церемонии на влажных тропиках только в течение конкретного сезона, когда начинается дождь. Rabeling нашел, что паразитные королевы и мужчины, будучи должен быть более осторожными об их репродуктивных действиях, отличаются от образца спаривания хозяина. Будучи должен скрыть их паразитную идентичность, мужчины кастратора M. и женщины потеряли свою специальную адаптацию, которая позволила им воспроизводить в полете и помощнике в гнезде хозяина, лишающем возможности их сексуально взаимодействовать с их разновидностями хозяина.
Исследовательская группа включала Теда Шульца из Национального музея Смитсоновского института Естествознания, Наоми Пирс из Гарвардского университета и Маурисио Баччи младшего из Центра Изучения Общественных насекомых (государственный университет Sao, Рио Кларо, Бразилия).