Ученые нашли "социальный" суперген, управляющий жизнью муравьев

Биологи нашли в геноме южноамериканских огненных муравьев особый "суперген" из 600 отдельных участков ДНК, который управляет социальным поведением этих насекомых и тем, сколько королев — одна или множество — может одновременно жить в одной колонии, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature.

"Это было очень неожиданным открытием — мы раньше встречали аналогичные "супергены", определяющие рисунок на крыльях бабочки или предрасположенность к раку у людей, но не управляющие социальным поведением, как в нашем случае. Это открытие может помочь разработать новые методы борьбы с этими муравьями-вредителями. Так, пестицид, "отключающий" гены в социальной хромосоме, может нарушить работу колонии насекомых, превратив их в "анархистов", — заявил один из авторов открытия Янник Вурм (Yannick Wurm) из университета королевы Мэри в Лондоне (Великобритания).

Группа биологов под руководством Джона Ванга (John Wang) из университета Лозанны (Швейцария) изучала генетические различия между разными группами огненных муравьев (Solenopsis invicta), в колониях которых могут присутствовать как одна королева, так и несколько самок, способных к откладыванию яиц.

Огненные муравьи происходят из тропических и экваториальных лесов Южной Америки. Свое название эти насекомые получили из-за крайне едких укусов, которые оставляют красные пятна на коже человека. История военных "побед" этих воинственных насекомых началась в 1931 году, когда несколько диких особей аргентинских красных муравьев попали вместе с грузом на территорию США, откуда они распространились по всему миру.

Ванг и его коллеги попытались понять, чем объясняется разница в социальном поведении между "захватнической" разновидностью Solenopsis invicta, в колониях которых есть только одна самка, и "оседлыми" огненными муравьями, в сообществах которых могут присутствовать около сотни откладывающих яйца самок.

Ученые проанализировали геномы этих подвидов Solenopsis invicta и сравнили их виртуальные "копии", пытаясь найти различия в их устройстве. Оказалось, что у муравьев-"захватчиков" и "домоседов" различался большой участок на одной хромосоме, на которой расположено подавляющее число генов, отвечающее за социальное поведение.

Исследователи проанализировали устройство этих фрагментов ДНК и пришли к выводу, что они представляют собой один большой "суперген" — набор из множества соединенных друг с другом генов, исполняющих сходные или зависящие друг от друга функции.

Геномы каждого из подвидов Solenopsis invicta содержат в себе две копии этого "супергена", каждая из которых может относиться одному из двух вариантов — B или b. Так, ДНК муравьев-"захватчиков" содержит в себе две копии В, а геном "оседлых" насекомых — по одной копии B и b.

Как отмечают исследователи, данные супергены содержат в себе около 600 участков, часть из которых задействована в работе своеобразной системы "свой-чужой". Опыты показали, что рабочие муравьи с набором генов Bb практически мгновенно "вынюхивают" чужих для них самок с комбинацией ВВ и убивают их.

По словам Ванга и его коллег, данный суперген по своей структуре напоминает половые Х и Y-хромосомы человека. Вполне возможно, что генетические механизмы определения пола у наших далеких предков могли возникнуть примерно таким же образом, заключают биологи.