Hyönteisten salainen yhteiskunta ja geenien oudot pelisäännöt

Tunnustan suoraan: opintojeni aikana ihastuin täysin ajatukseen, että muurahaiset ja mehiläiset ovat niin toisiaan auttavia, koska niiden geeneillä on hassu järjestelmä. Se oli niin siisti ja selkeä selitys sille, miksi nämä pienet otukset rakentavat monimutkaisia yhteiskuntia. No, nyt on aika päivittää tietämystä, sillä tuore tutkimus on kyseenalaistanut koko tarinan. Ja oikeastaan se tekeekin asiasta entistä kiinnostavamman.

Mikä ihmeen eusosiaalisuus?

Aloitetaan perusteista, koska eusosiaalisuus on yksi luonnon hämmästyttävimmistä ilmiöistä. Kun puhumme muurahaisista, mehiläisistä ja tietyistä ampiaislajeista eusosiaalisina, tarkoitamme ylintä sosiaalisen elämän tasoa. Nämä hyönteiset eivät vain sieto toisiaan — ne pyörittävät täysin yhteistoiminnallisia pesäkuntia, joissa on päällekkäisiä sukupolvia, yhteistä jälkeläisten hoivaa ja tiukka työnjako. Kuningatar hoitaa lisääntymisen, työläiset tekevät kaiken muun. Järjestelmä on hämmästyttävä, ja se on tehnyt muurahaisista ehkä maapallon menestyksekkäimmät eläimet biomassan mittarina.

Mutta miten geenit liittyvät tähän?

Kuuden vuosikymmenen ajan evoluutiobiologit ovat puolustaneet "haplo-diploidia-hypoteesia" selityksenä sille, miksi eusosiaalisuus on kehittynyt niin monesti juuri muurahaisissa, mehiläisissä ja ampiaisissa.

Näin se menee: näillä hyönteisillä naaraat kehittyvät hedelmöittyneistä munista ja kantavat kahta kromosomisarjaa (yksi äidiltä, yksi isältä), kun taas koiraat tulevat hedelmöittymättömistä muniosta ja niillä on vain yksi sarja. Tämä geneettinen järjestelmä tarkoittaa, että sisaret ovat geneettisesti sukua toisilleen enemmän kuin omille mahdollisille jälkeläisilleen.

Evoluution kannalta ajatus oli tämä: muurahaisnaaras voi hyötyä enemmän jäämällä kotiin auttamaan äitiään tuottamaan lisää sisaria kuin lähtemällä omille teilleen kasvattamaan omia jälkeläisiään. Se on sukulaisvalintaa parhaimmillaan — autat sukulaisiasi lisääntymään, koska se levittää yhteisiä geenejä tehokkaammin.

Vanha hypoteesi sai legendan aseman

Tämä hypoteesi nousi niin vaikutusvaltaiseksi, että se päätyi oppikirjoihin ympäri maailman. Muistan ajatelleeni yliopistossa, että sehän on elegantti selitys. Yksi geneettinen erikoisuus, yksi evoluutioon liittyvä seuraus, ongelma ratkaistu.

Paitsi että... ehkä asia ei sittenkään ole näin yksinkertainen.

Uusi tutkimus astuu kuvaan

Arizonan osavaltion yliopiston tutkijat tekivät jotain, mitä ei ollut aiemmin tehty tällaisessa mittakaavassa: he testasivat haplo-diploidia-hypoteesia valtavien aineistojen avulla lähes 69 000 hyönteislajilla. He kartoittivat sosiaalista käyttäytymistä ja geneettisiä järjestelmiä valtaviin evoluutiopuihin ja laskivat luvut.

Aluksi näytti siltä, että vanha teoria piti paikkansa. Eusosiaalisuus oli todellakin kehittynyt useammin haplo-diploideilla hyönteisillä. Mutta sitten alkoi tapahtua.

Kun tutkijat kaivoivat syvemmälle, he huomasivat, että käytännössä KAIKKI tilastollinen signaali tuli vain yhdestä hyönteissuvun haarasta: aculeate Hymenoptera -ryhmästä, johon kuuluvat muurahaiset, mehiläiset ja pistävät ampiaiset.

Kun he kontrolloivat tätä tiettyä evoluutiolinjaa, yhteys haplo-diploidian ja eusosiaalisuuden välillä katosi käytännössä kokonaan. Haplo-diploidit hyönteiset tämän ryhmän ulkopuolella kehittyivät eusosiaalisiksi samalla taajuudella kuin diploideilla hyönteisillä (joilla on kaksi kromosomisarjaa sekä koirailla että naarailla).

Mitä tämä oikeasti tarkoittaa?

Tämä tarkoittaa, että kuuluisa hypoteesi pohjimmiltaan havaitsi jotain ainutlaatuista muurahaisissa, mehiläisissä ja ampiaisissa — ei niinkään niiden geeneissä. Näillä hyönteisillä on joukko muita yhteisiä piirteitä: pistoneliä, tietynlaiset pesintäkäyttäytymiset, tietyt elämänkulkumallit — jotka todennäköisesti merkitsevät paljon enemmän kuin niiden kromosomien järjestelmä.

Ja oikeastaan tämä tekee tarinasta mielenkiintoisemman, ei vähemmän. Evoluutio ei ole yhtä niksiä, joka avaa monimutkaisten yhteiskuntien salaisuudet. Se on kokonaisuus piirteitä, ympäristöpaineita ja historiallisia sattumuksia, jotka sattuvat osumaan yhteen tietyissä evoluutiolinjoissa.

Tutkijat sanoivat sen hyvin: eusosiaalisuuden toistuva ilmaantuminen muurahaisilla, mehiläisillä ja ampiaisilla voi liittyä vähemmän siihen, miten niiden kromosomit ovat järjestetty, ja enemmän niiden erityiseen biologiaan ja ekologisiin olosuhteisiin.

Tiede toimii näin

Tämä on sitä, miten tieteen pitääkin toimia. Ehdotamme hypoteeseja, testataan niitä, ja joskus neatut tarinamme osoittautuvat yksinkertaistuksiksi. Tärkeintä on, että jatkamme kysymistä, keräämme parempaa dataa ja olemme valmiita päivittämään käsitystämme.

Nyt vain mietin, mitkä piirteet OSOITTAUTUVAT selittämään, miksi nämä tietyt hyönteiset ovat kehittäneet eusosiaalisuuden niin monesti. Tutkimus on luultavasti vasta alkanut, ja minä odotan innolla vastauksia.

Lähde: ScienceDaily