Vain muutaman millimetrin pituisina, niiden pehmeät, taikinaiset rungot numeroitiin tuhansiksi. Jopa mikroskoopin alla urokset ja naaraat olivat vain tuskin erotettavissa, mutta Toshihisa Yashiro oli jo alkanut laskea. Sadat termiitit väestönlaskennassa Yashiron epäilyt alkoivat lopulta katoa - ei ollut yhtä urosta.
Yashiron tutkimusryhmä raportoi tänään lehdessä BMC Biology luonnollisesti esiintyvien naispuolisten termiittikolojen löytämisestä Japanin eteläosilta, jotka edustavat ensimmäisiä tunnetuimpia aseksuaalisia termiittipopulaatioita maailmassa.
Aluksi oli vaikea uskoa. "[Aivan kuten] sukupuolten tasa-arvoisissa yhteiskunnissa ihmisissä, termiittipesäkkeissä on yleensä yhtä suuri määrä miehiä ja naisia", selittää Sydneyn yliopiston biologi Yashiro. "Sekä miehet että naiset työskentelevät tasaisesti saadakseen yhteiskunnan toimimaan."
Japanin rannikolla suoritetun kenttätyön aikana Yashiro ja hänen kollegansa olivat yllättyneitä kompastuen useiden Glyptotermes nakajimai -termitien populaatioiden yli, jotka näyttivät olevan yksinomaan naisia. Ainoa tapa, jolla nämä pesäkkeet voivat ylläpitää itseään, olisi epäseksuaalinen lisääntyminen, mutta Yashiron todistustaakka oli valtava. Tämän teorian testaamiseksi hänen täytyisi huolellisesti sulkea pois urosten esiintyminen tuhansien hyönteisten pesäkkeissä.
Joten Yashiro ja hänen joukkueensa alkoivat laskea. Toisen puolentoista vuoden aikana tutkijat sukupuolivat tuhansia pikkuisia termiittejä kymmenestä kenttäpaikasta, jotka ulottuivat Japanin mantereelle ja useille viereisille saarille. Maantieteellisten erojen ilmeneminen ei kestänyt kauan. Honshussa, Japanin suurimmalla ja väkirikkaimmalla saarella, samoin kuin Amami-Oshiman, Okinawan ja Ogasawaran offshore-saarilla, tyypillinen viisikymmentäkymmentä sukupuolten tasapainoa ei ollut muuttunut. Mutta Shikoku ja Kyushu - kaksi Japanin neljästä pääsaaresta pienempää - keikari olivat kadonneet.
Vaikka Yashiro ja hänen kollegansa tutkivat yli 100 yksilöä jokaisesta 74 eri pesäkkeestä, heidän piti olla varmoja. Tutkijoiden onneksi, kun termiittien kuningatar pariutuu onnistuneesti, hänellä on elämänmerkki tällä pienellä siemennestettä keräävällä pussilla. Kun joukkue avasi nämä pienet aarteet, he huomasivat, että vaikka seksi sukupuolikuntia jouttivat kuningattaret siemennesteen avulla, naispuolisten klaanien naishallitsijat kantoivat vain tyhjiä säiliöitä.
Aikuinen termiittien kuningatar, jota ympäröivät työntekijät ja sotilaat. (CSIRO / CC BY 3.0) Aseksuaalisen lisääntymisen edelleen vahvistamiseksi tutkijat kääntyivät tutkimaan munia - satoja niistä. Vaikka melkein puolet seksi sukupuolipopulaatioiden munista oli ollut keinosiemennys, ei löytynyt yhtään naispuolisten siirtokuntien hedelmöitettyä munaa. Tästä huolimatta molemmissa populaatioissa olevat munat kuoriutuivat suunnilleen samalla nopeudella. Japanin mantereen eteläisimmät alueet näyttivät tukevan vain koskemattomia neitsyt termiittejä - ja ne kukoistivat.
Koillis-yliopiston hyönteissosiobiologi ja käyttäytymisekologi Rebeca Rosengaus, joka ei ollut sidoksissa tutkimukseen, sanoo olevansa vaikuttunut, ylistäen työtä "perusteellisena" ja "erittäin kattavana". "Ei aiemmin tehtyä tutkimusta [on kuvattu] urosten täydellinen eliminointi ”, hän lisää. "Se on täysin uutta ja jännittävää."
Termiitit eivät ole koskaan olleet erityisen romanttisia (puun mutkautumisen suhteen he ovat luultavasti luonnon pienimpiä kotitehtäviä tekeviä). Mutta itse asiassa useimmat termiitit ovat monogaamisia. Kun miehet ja naiset saavuttavat sukupuolikypsyyden, he lähtevät rynnäkkölentoon etsimään tulevalle perheelleen sopivia kiinteistöjä, ja toteuttavat ammattiliiton vasta asettuessaan uuteen asuinpaikkaansa. Äskettäin voideltu kuningas ja kuningatar kasvattavat työntekijöiden ja tulevien kuninkaallisten armeijan, ja ne on järjestetty kaseiksi, jotka ovat samanlaisia kuin mehiläiset.
Vaikka termiittien ja mehiläisten sosiaalisissa rakenteissa on joitain silmiinpistäviä samankaltaisuuksia, molemmat linjat ovat evoluution päässä. Termiitit (jotka ovat teknisesti erään tyyppisiä torakoita) näyttävät kehittäneen monarkkiset taipumuksensa itsenäisesti, ja myös lajien välillä on lisäeroja. Esimerkiksi termiitit palkkaavat sekä mies- että naissotilaita, kun taas mehiläispesässä koko työvoima on naispuolista - siskojen legioona, joka palvelee kiireisen kuningattaren alla ja jolla ei ole käytännössä mitään panosta harvoilta, tyttöiltä uroksilta.
Näitä naisia suosivia yhteisöjä helpottaa epätavallinen tapa, jolla mehiläisten tiedetään lisääntyvän seksuaalisesti. Toisin kuin ihmisen (ja termiitti) jälkeläiset, jotka perivät geenit jokaiselta vanhemmalta, joka tuottaa XX naaraata ja XY-urosta, mehiläiset voivat kuoriutua sekä hedelmöitetyistä munista että hedelmättömistä munista. Hedelmättömien munien jälkeläiset saavat vain kromosomeja äidiltään, jolloin syntyy XO-uroksia, joilla on puoli yhtä monta kromosomia kuin heidän naispuolisillaan. Joten useimmissa mehiläisissä naaraat voivat kuoriutua vain hedelmöitetyistä munista, ja kaikki hedelmöitetyt munat kuoriutuvat naaraspuoliksi, mikä vaatii kirjaimellista urospanosta lajien ylläpitämiseksi.
Viime vuosina on kuitenkin todettu muutamia mehiläislinjoja, jotka kuorivat naaraita hedelmättömästä munasta kaksinkertaistamalla äidin kromosomit. Tällä yksinkertaisella vaihdolla voi olla voimakkaita seurauksia, koska naaraat synnyttävät nyt naaraita ilman metsästämistä spermaa, mikä antaa joidenkin mehiläispopulaatioiden lisääntyä ilman miehiä. Termit, näyttää siltä, voivat harjoittaa samanlaista lisääntynyttä siemennestettä - mutta toisin kuin mehiläispesä, termiittikolo, joka eliminoi urokset, saattoi täysin pilata olemassa olevan sosiaalisen rakenteen.
"[On] dramaattista, että ... urokset eivät ole välttämättömiä sellaisten eläinyhteiskuntien ylläpitämiselle, joissa heillä on aiemmin ollut aktiivinen sosiaalinen rooli", Yashiro sanoo. Ja kuten Washingtonin yliopiston entomologi Laura Lavine huomauttaa, emme ole tarkalleen vieraita termiittejä. Miksi hyönteismaailman puuta terrorisoivien amazonialaisten löytäminen on kestänyt niin kauan?
Muutamia villien termiittipesäkkeiden on havaittu lisääntyvän aseksuaalisesti aiemmin, mutta tämän käytöksen seka sukupuolen siirtokunnissa uskotaan auttavan estämään rotujen lisääntymistä hedelmällisten kuninkaiden ja heidän omien jälkeläistensä välillä. Kuningattaret kykenevät hauduttamaan hedelmättömät munat uusiksi kuningattareiksi, mutta päivän päätteeksi suurin osa termiiteistä on edelleen hauskaa sääolosuhteissa. Asexuaalisen lentämisen jälkeen kuningattaret yleensä yhdistyvät kuninkaisiinsa.
Se tosiasia, että suurin osa termiiteistä ei ole vielä siirtynyt siveyteen, voi johtua seksuaalisen lisääntymisen evoluutioedusta. Kuten käy ilmi, seksi on hyödyllinen siirtokunnan terveyden ylläpitämisessä. Molempien vanhempien geenien sekoittaminen tuottaa populaatiossa monimuotoisuutta, mikä on hyödyllistä äärimmäisissä olosuhteissa, kuten sairaus tai muutos ympäristössä.
Termiitit kiirehtivät pesän vaurioituneelle alueelle korjaamaan reikä. (Yhdysvaltain maatalousministeriö / Scott Bauer) Joten miksi kaikkien naisten populaatiot kehittyivät ollenkaan? Vastauksen ratkaisemiseksi Yashiro ja hänen kollegansa pitivät aseksuaalisia ja seksuaalisia termiittejä päästä päähän - kirjaimellisesti. Kun he mittasivat sotilastermiittien nogginejä kaikista naispuolisista ja seksi sukupuolesta koostuvista pesäkkeistä, tutkijat havaitsivat, että yllättäen vain naispuolisten pesäkkeiden näyttivät olevan paljon samanlaisempia. Mutta tässä tapauksessa yhdenmukaisuus ei välttämättä ollut huono asia.
Termiittejä ei rakenneta loukkaaviksi suhteellisen aseettomien kehonsa ansiosta. Sen sijaan, kun siirtomaa on hyökkäyksen kohteena, hyönteisten pääasiallinen puolustusmenetelmä liittyy usein pesien sisäänkäyntien sulkemiseen omilla pääillään. Erilaiset päänkokot saattavat tosiasiassa olla taakka kuin siunaus, mikä tarkoittaa, että urosten menetys on tosiasiallisesti voinut antaa näille naispuolustajille selviytyä hyökkäyksestä.
Koska monimuotoisuus tarjoaa kriittisen suojavälineen mikrobi-infektioiden varalta, Rosengausin mielestä on tärkeää, että tulevassa työssä tarkastellaan näiden eri ryhmien alttiutta sairauksille. On mahdollista, että aseksuaaliset, kaikki naispuoliset pesäkkeet ovat säilyneet vain Shikokussa ja Kyushussa, koska nämä alueet eivät ole niin levinneitä termiittipatogeenien kanssa, lisää Lavine, joka ei osallistunut uuteen tutkimukseen - mutta tämä teoria on vielä testattu.
Miksi pesäkkeet jakautuvat aseksuaalisiin ja seksuaalisiin yhteisöihin, on kenenkään arvaus. Geneettisen näytön perusteella Yashiro ja hänen tiiminsä toivat esiin termiittilinjojen rikkoutumisen noin 14 miljoonaa vuotta sitten. Mutta koska nämä kaksi populaatiota esiintyvät edelleen rinnakkain, ”voimme olla todistamassa evoluutiota toiminnassa”, Rosengaus sanoo.
Koska nämä pesäkkeiden ryhmät ovat maantieteellisesti erillään, ne eivät todennäköisesti enää sekoitu toisiinsa - ja on jopa mahdollista, että tulevaisuudessa saattaa syntyä täysin uusi laji, joka koostuu kokonaan yksinäisistä naisista.
Toistaiseksi kaksi populaatiota ovat edelleen teknisesti samoissa lajeissa, mutta tämä löytö ei todennäköisesti ole viimeinen laatuaan. Naislajit kaikkialta eläinvaltiosta ovat keksineet fiksuja tapoja hoitaa sen yksin. Termiitit voidaan tuntea lounastamaan puutavaraa - mutta on turvallista sanoa, että kaikki naaraat eivät tarvitse puuta.
