Dolga le nekaj milimetrov, njihova mehka, testa telesa so bila na tisoče. Tudi pod mikroskopom sta se samca in samica komaj razlikovala, vendar je Toshihisa Yashiro že začela šteti. Na stotine termitov v popis so Yashirovi dvomi končno začeli izginjati - ni bilo mogoče najti niti enega samca.
Danes v reviji BMC Biology raziskovalna skupina Yashiro poroča o odkritju naravno prisotnih celic ženskega tipa v južnih japonskih regijah, ki predstavljajo prvo znano aseksualno populacijo termitov na svetu.
Sprva je bilo težko verjeti. "Podobne družbe, ki imajo enakost med spoloma pri ljudeh, imajo termitske kolonije običajno enako število moških in žensk, " razlaga Yashiro, biolog z univerze v Sydneyu. "Tako moški kot ženske delujejo enako, da bi družba delovala."
Med terenskimi vajami na japonski obali so Yashiro in njegovi sodelavci presenečeno naleteli na več populacij termometa Glyptotermes nakajimai, za katere je bilo videti, da so izključno ženske. Edini način, da se te kolonije vzdržijo, bi bil z aseksualno razmnoževanjem, toda Yashiro je dokazno breme ogromno. Če bi preizkusil to teorijo, bi moral mukotrpno izključiti prisotnost samcev v kolonijah tisoč žuželk.
Tako sta Yashiro in njegova ekipa začela šteti. V letu in pol so raziskovalci spolnili na tisoče najstniških termitov iz desetih poljskih krajev, ki se raztezajo čez japonsko kopno in več sosednjih otokov. Ni trajalo dolgo, da so se pojavile geografske razlike. Na Honshuu, največjem in najbolj naseljenem otoku na Japonskem, pa tudi na obalnih otokih Amami-Oshima, Okinawa in Ogasawara, je bilo značilno petdeset petdeset ravnovesje spolov nedotaknjeno. Toda na Shikoku in Kyushu - na dveh manjših japonskih štirih glavnih otokih - so fantje izginili.
Čeprav sta Yashiro in njegovi sodelavci pregledala več kot 100 posameznikov iz vsake od 74 različnih kolonij, so morali biti prepričani. Na srečo raziskovalcev, ko se Teritanska kraljica uspešno spoji, nosi to značko za življenje v obliki majhne torbice za shranjevanje sperme. Ko je ekipa odklenila te drobcene zakladnice, so ugotovili, da medtem ko so mešane spolne kolonije vodile kraljice s semenom, da bi prizanesle, so gospe monarhi vseh ženskih klanov nosili samo prazne cisterne.
Zrela termitska kraljica, obdana z delavci in vojaki. (CSIRO / CC BY 3.0) Za nadaljnjo potrditev aseksualne reprodukcije so se raziskovalci obrnili na pregled jajc - na stotine teh. Medtem ko je bilo osemenjeno skoraj polovico jajc iz mešane spolne populacije, ni bilo nobenega oplojenega jajčeca iz kolonije vseh samic. Kljub temu se jajca v obeh populacijah izvalijo s približno enakimi hitrostmi. Zdi se, da so najjužnejša območja japonske celine podpirala le nepoškodovane deviške termite - in uspevali so.
Rebeca Rosengaus, sociobiologinja proti žuželkam in vedenjska ekologinja z univerze Northeastern, ki ni bila povezana s študijo, pravi, da je bila "navdušena", pohvalila delo kot "temeljito" in "zelo obsežno." popolna odprava samcev, "doda. "To je povsem novo in vznemirljivo."
Termiti nikoli niso bili posebej romantični (s svojimi nagnjenji k sestavljanju lesa so zagotovo najtanjši domobranci). Toda v resnici je večina termitov monogamnih. Ko samci in samice dosežejo spolno zrelost, se odpravijo v skupni let v iskanju ustreznih nepremičnin za svojo bodočo družino, ki jih zavezništvo porabijo šele, ko bivajo v novih krajih. Tu bodo na novo pomazani kralj in kraljica gojili vojsko delavcev in bodočih kraljevcev, razporejenih v kate, podobne tistim, ki so jih videli pri čebelah.
Čeprav imajo družbene strukture termitov in čebel nekaj presenetljivih podobnosti, sta dve vrsti evolucijsko oddaljeni. Zdi se, da so termiti (ki so tehnično vrsta ščurka) samostojno razvijali svoje monarhične težnje, poleg tega pa obstajajo tudi dodatne razlike med vrstami. Na primer, termiti zaposlujejo tako moške kot ženske vojake, medtem ko je celotna delovna sila v čebelnjaku ženska - legija sester, ki služijo pod zasedeno kraljico, v resnici pa ne prispevajo nekaj redkih samcev.
Te skupnosti, ki so naklonjene ženskam, omogočajo nenavaden način, da se čebele znajo spolno razmnoževati. Za razliko od človeških (in najbolj termitnih) potomcev, ki dedujejo gene vsakega od staršev, ki obrodijo XX samice in samce XY, se lahko čebele izvalijo tako iz oplojenih jajc kot iz neplodnih jajc. Potomci iz neplodnih jajčec od matere dobijo samo kromosome, pri čemer ustvarijo moške XO s polovico toliko kromosomov kot njihove ženske kolege. Tako se pri večini čebel samice izležejo samo iz oplojenih jajc, vsa oplojena jajca pa se izležejo samice, kar zahteva dobesedni vnos samcev za vzdrževanje vrste.
Vendar pa je bilo v zadnjih letih ugotovljenih nekaj čebeljih rodov, ki samice izvalijo iz neplodnih jajc, tako da se podvojijo na maminih kromosomih. To preprosto stikalo ima lahko velike posledice, saj samice zdaj rodijo samice, ne da bi se morale loviti za semenčico, kar nekaterim populacijam čebel omogoča razmnoževanje brez samcev. Zdi se, da se termiti lahko ukvarjajo s podobno reprodukcijo brez sperme - toda za razliko od čebelnjaka bi lahko terminitska kolonija, ki je izločila samce, popolnoma spremenila obstoječo družbeno strukturo.
"Dramatično je, da ... samci niso bistveni za vzdrževanje živalskih družb, v katerih so prej igrali aktivno družbeno vlogo, " pravi Yashiro. In kot poudarja entomologinja univerze Washington State Laura Lavine, termiti nismo ravno tuji. Zakaj je trajalo toliko časa, da so našli Amazonce, ki so terorirali les, v svetu žuželk?
Prej so opazili nekaj divjih terminoloških kolonij, ki se razmnožujejo aseksualno, vendar naj bi takšno vedenje v kolonijah z mešanim spolom pomagalo preprečiti križanje med rodovitnimi kralji in lastnimi potomci. Kraljice lahko izvalijo neplodna jajca v nove matice, vendar na koncu dneva večina termitov ostane bralcev poštenega vremena. Kraljice se po tem, ko se spopadajo z aseksualnostjo, na splošno pridružijo kraljem.
Dejstvo, da večina termitov še ni prešlo v čednost, je lahko posledica evolucijske prednosti spolne reprodukcije. Kot kaže, je seks koristen za ohranjanje zdravja kolonije. Mešanje genov obeh staršev ustvarja raznolikost v populaciji, kar pride prav, ko pride do skrajnih okoliščin, kot sta bolezen ali sprememba okolja.
Termiti se odpravijo na poškodovano območje gnezda, da popravijo luknjo. (Ministrstvo za kmetijstvo ZDA / Scott Bauer) Zakaj se je torej sploh razvijala ženska populacija? Yashiro in njegovi sodelavci so zakrivili odgovor, tako da so aseksualni in seksualni termiti iz glave v glavo dobesedno razpredali. Ko so izmerili noge vojaških termitov iz kolonij ženskega spola in mešanih spolov, so raziskovalci ugotovili, da so v kolonijah, ki so samo za ženske, nenavadno videti podobne. Toda v tem primeru uniformiranost ni bila nujno slaba stvar.
Termiti s svojimi relativno oklepnimi organi niso zgrajeni za ofenzivo. Ko napademo kolonijo, glavni obrambni način žuželke pogosto vključuje priključitev vhodov v gnezda z lastnimi glavami. Različne velikosti glave bi lahko dejansko predstavljale breme in ne koristi, kar pomeni, da bi izguba samcev te ženske borke dejansko lahko omogočila preživetje napada.
Ker raznolikost zagotavlja kritično zaščito pred mikrobnimi okužbami, Rosengaus pravi, da bo za prihodnje delo pomembno, da se preuči, kako dovzetne so te različne skupine za bolezni. Možno je, da so aseksualne, vse ženske kolonije preživele le v Shikoku in Kyushuju, ker te regije niso tako prezaposlene s povzročitelji termitov, dodaja Lavine, ki ni sodeloval v novih raziskavah - vendar je to teorijo še treba preizkusiti.
Zakaj se kolonije razcepijo na aseksualne in spolne skupnosti. Na podlagi genetskih dokazov sta Yashiro in njegova ekipa pred približno 14 milijoni let zaznala razkol v rokah termita. Ker pa dve populaciji še vedno obstajata drug ob drugem, "smo morda priča evoluciji v akciji, " pravi Rosengaus.
Ker so te skupine kolonij geografsko ločene, se verjetno več ne mešajo - in celo mogoče je, da bi se v prihodnosti lahko pojavila popolnoma nova vrsta, sestavljena v celoti iz samskih dam.
Za zdaj sta dve populaciji tehnično še vedno v isti vrsti, vendar to odkritje verjetno ne bo zadnje vrste. Ženske iz vsega živalskega kraljestva so iznašle pametne načine, kako to storiti same. Termiti so morda znani po kosilu na drva - vendar je sigurno reči, da vse ženske ne potrebujejo lesa.
