En myreart, der findes i det sydlige Europa, er det første dyr, der kloner hanner af en anden art.
Den samme iberiske høstmyre (Messor ibericus) dronning producerede den behårede han Messor ibericus (til venstre) og den hårløse han Messor structor (til højre), på trods af at de er medlemmer af fjernt beslægtede arter.
Dronningmyrer i Sydeuropa producerer han-kloner af en helt anden art — hvilket river op i den reproduktive biologis spilleregler og antyder, at vi er nødt til at genoverveje vores forståelse af artsbarrierer.
Arbejderne i kolonier af den iberiske høstmyre (Messor ibericus) er alle hybrider, hvor dronningerne er nødt til at parre sig med hanner fra en fjernt beslægtet art, Messor structor, for at holde kolonien i gang. Men forskere har fundet ud af, at nogle populationer af den iberiske høstmyre ikke har nogen M. structor-kolonier i nærheden.
»Det var meget, meget unormalt. Det var nærmest et paradoks,« fortalte medforfatteren til undersøgelsen, Jonathan Romiguier, der er evolutionsbiolog ved Universitetet i Montpellier, til Live Science. Holdet troede oprindeligt, at der var et problem med stikprøven, men de fandt 69 regioner, hvor dette var tilfældet.
»Vi måtte se fakta i øjnene og prøve at finde ud af, om der var noget særligt ved Messor ibericus-kolonierne,« sagde Romiguier.
Da Romiguier og hans team satte sig for at løse dette paradoks, fandt de ud af, at dronningerne hos de iberiske høstmyrer også lægger æg, der indeholder hanmyrer af arten M. structor, og at disse hanner i sidste ende bliver fædre til arbejdermyrerne. Denne opdagelse, der blev offentliggjort den 3. september i tidsskriftet Nature, er den første gang, man har registreret, at et dyr producerer afkom fra en anden art som en del af sin normale livscyklus.
»I de tidlige stadier var det lidt af en joke i teamet,« sagde Romiguier.
»Men jo flere resultater vi fik, jo mere blev det en hypotese og ikke længere en joke.«
Myrer er eusocial insekter, hvilket betyder, at deres kolonier danner samarbejdende superorganismer, der hovedsageligt består af ufrugtbare hunner, kaldet arbejdere, og et lille antal reproduktive hunner, kaldet dronninger. Hannerne eksisterer udelukkende for at befrugte dronningerne under deres parringsflyvning og dør kort efter.
Dronningerne parrer sig kun én gang i deres liv og opbevarer sæden fra dette møde i et specielt organ. Hun trækker derefter på denne sædbeholdning for at lægge nye æg, der indeholder en af tre typer afkom: dronninger, arbejdere eller hanner.
Iberiske høstmyrer, der parrer sig med hanner af deres egen art, kan dog kun producere nye dronninger. Dette menes at være et resultat af selviske dronningegener, hvor DNA’et fra hannerne M. ibericus garanterer sin overlevelse gennem generationer ved at få larverne til at producere frugtbare dronninger i stedet for ufrugtbare arbejdere — kendt som »royal cheaters« (kongelige snydere).
For at undgå dette skal dronningerne bruge sæd fra hannerne M. structor til at producere deres arbejdere.
Derfor var tilstedeværelsen af blomstrende isolerede M. ibericus-kolonier sådan et mysterium.
For at finde svarene tog forskerne først prøver fra 132 hanner fra 26 iberiske høstmyrekolonier for at finde ud af, om der var M. structor-hanner til stede. De fandt ud af, at 58 var dækket af hår, og 74 var hårløse. En nærmere undersøgelse af de nukleare genomer fra en undergruppe af disse myrer afslørede, at alle de behårede var M. ibericus, og alle de skaldede var M. structor.
Men dette var ikke bevis for, at dronningerne lagde hannæg af to forskellige arter – der kunne have været nogle skjulte M. structor-dronninger, der producerede de underlige hanner. Så holdet sekventerede det mitokondrielle DNA, som nedarves af moderen, fra 24 af M. structor-hannerne og fandt ud af, at det stammede fra samme mor som M. ibericus-hannerne i reden.
»Det var denne detalje, der fik mig til at indse, at ›måske er vi på sporet af noget meget, meget, meget stort‹,« sagde Romiguier.
Teamet adskilte derefter 16 dronninger fra laboratoriekolonier og undersøgte de genetiske sekvenser i deres nylagte æg. De fandt ud af, at 9 % af deres æg indeholdt M. structor-myrer. Derefter observerede de direkte en enkelt dronning, der producerede hanner af begge arter, ved at overvåge dens yngel hver uge i en periode på 18 måneder.
Sammen viser alle disse fund, at iberiske høstmyredronninger kloner M. structor-hanner og ikke videregiver noget af deres eget nukleare DNA. Forskere skal nu finde frem til den nøjagtige mekanisme, der ligger til grund for denne kloning, sagde Romiguier, og finde ud af, på hvilket tidspunkt det maternelle DNA fjernes.
Denis Fournier, en evolutionær biolog og økolog ved Det Frie Universitet i Bruxelles, Belgien, som ikke var involveret i forskningen, sagde, at det var »næsten som science fiction«, da han først hørte om denne opdagelse. »Det er forbløffende! De fleste af os lærer, at artsgrænserne er faste, men her er et system, hvor myrer regelmæssigt krydser dem som en del af deres normale liv,« fortalte han Live Science i en e-mail.
Teamet har kaldt dette nye reproduktive system for »xenoparity«, hvilket betyder fødslen af en anden art. Romiguier sagde, at teamet ikke er helt sikre på, hvornår dette system først opstod hos de iberiske høstmyrer, men det er et sted mellem da M. ibericus og M. structor splittede sig ad forskellige evolutionære veje for 5 millioner år siden og for et par tusinde år siden.
»Denne opdagelse er en god påmindelse om at være åben over for det uventede,« sagde Fournier og bemærkede, at fundet åbner op for nye spørgsmål om samarbejde, konflikt og afhængighed i naturen.
»Nu hvor vi ved, at et sådant system er muligt, er det spændende at tænke på, at gamle, gådefulde data pludselig kan give mening i lyset af denne opdagelse«.
