A hangyák szokatlan szaporodási viselkedése

Steve Rissing az Ohio Állami Egyetem biológiaprofesszora és kollégái ugyanis fölfedeztek néhány olyan különös aratóhangya- kolóniát (Pogonomyrmex), amelyben nem érvényes ez a szabály. Azt találták, hogy a fejlődő hangya sorsát és következésképpen a kolóniában betöltött szerepét genetikai és nem környezeti tényezők határozzák meg.

A tipikus hangyakolónia

A tipikus hangyakolónia egy királynőből és – az aratóhangyák esetében – több száz vagy ezer steril nőstény dolgozóból áll. (A dolgozók mindig nőstények és néhány kivételtől eltekintve sterilek.) A királynő egész élettartama alatt (ami elérheti a 20–30 évet) főként olyan petéket rak, amelyekből dolgozók fejlődnek.

A petékből kikelő hím hangyák jellemzően egy célt szolgálnak: megtermékenyíteni a királynőt. A királynő csak akkor termel hímpetéket, amikor eljött az új kolóniák létrehozásának ideje. Ekkor a királynő olyan petéket kezd rakni, amelyekből hímek és királynők (termékeny nőstények) kelnek ki. A hímek és az új királynők kirajzanak a fészekből és a fiatal királynők megpróbálnak új kolóniákat alapítani. A hímek a párzás után nem sokkal elpusztulnak.

Kétféle genetikai vonalhoz tartozó hímek

A tanulmányban szereplő hangyák – az aratóhangyák – az Egyesült Államok nyugati felének egyik legnagyobb rovarkolóniát alkotják. Fészkeik olyan nagyok, hogy még repülőgépről is láthatók. A kutatók észrevették, hogy bizonyos területeken – főként Arizona délkeleti részén és Új-Mexikóban – egyes hím aratóhangyák külleme eltér a többiekétől. Ezért begyűjtöttek több tucat királynőt és hímet, hogy laboratóriumban genetikai elemzésnek vessék alá őket.

„Egyáltalán nem számítottunk a kapott eredményekre” – mondta Rissing. – „Úgy tűnik, hogy az ilyen kolóniákból származó királynők kétféle genetikai vonalból származó hímekkel párosodnak. És amikor ugyanabba a genetikai vonalba tartozó királynő és hím párzik, általában termékeny nőstény – másik királynő – jön létre. Amikor viszont eltérő genetikai vonalba tartozó királynő és hím párosodik, utódaik túlnyomórészt steril dolgozók lesznek.”

Az aratóhangyák két genetikai vonalát a kutatók H1-nek és H2-nek nevezték el. Mindegyik H1 és H2 királynőt vagy H1, vagy H2 hímmel párosították. A természetben a hangyakirálynők csak egy időszakban párzanak, akkor azonban sok hímmel, hogy elegendő spermatartalékot halmozzanak fel. A királynők egész életük folyamán képesek a spermát tárolni és petét rakni.

Hibrid párosítás

A vizsgálat idején valamennyi királynő mintegy 60 megtermékenyített petét rakott, de az azonos genetikai vonalba tartozó párosításokból (H1 királynő és hím; H2 királynő és hím) származó petéknek csak 0, 3 százalékából lett kifejlett egyed. Ezeket a termékeny nőstényeket – genetikailag királynőket – a királynő dolgozóként nevelte, de a kutatók észrevették, hogy e hangyák nemigen tudták teljesíteni dolgozói feladatukat.

Ezzel szemben az ellentétes genetikai vonalba tartozó párosításokból származó peték 87 százalékából sikeres kifejlett dolgozó lett.

„Egyértelmű, hogy mit kell tennie a királynőnek: több hímmel kell párosodnia” – mondta Rissing. – „Az aratóhangyák e populációjának fennmaradása ettől a kétvonalas rendszertől függ. Az egyébként független H1 és H2 genomra alapuló populációkat a hibrid dolgozó kaszt köti össze. Jelen pillanatban ez meglehetősen különös fölfedezés, de az egyre kifinomultabb molekuláris szintű vizsgálatok további olyan eredményeket hozhatnak, amelyek ellentmondanak a társas rovarokkal és más állatokkal kapcsolatos várakozásainknak.”