Mrówki - rozmnażanie bez samców

Przeprowadzone badania DNA pozwoliły udowodnić, że niektóre gatunki mrówek mogą się składać tylko z samic. Wszystkie znajdujące się w koloni osobniki są wiernymi klonami królowej.

Mrówki należą do jednej z liczniejszych grup owadów. Na całym świecie opisano dotychczas ponad 12,5 tysiąca gatunków, z czego w Polsce spotyka się ponad 100. W trakcie rozmnażania królowa często kopuluje z wieloma samcami, a pozyskane nasienie (plemniki) przechowuje nawet przez kilka lat w specjalnym organie wewnątrz własnego ciała. Dlatego rodzące się robotnice mają dużą zmienność genetyczną. Rodzą się z zapłodnionych komórek, czasami mając różnych ojców. Jedynie samce rodzą się z niezapłodnionych jajeczek.

Prace przeprowadzone przez Anna Himler z zespołem naukowców z Uniwersytetu w Arizonie, skupiały się na biologii życia mrówek ogrodników. Badania objęły porównanie DNA jednego z gatunków mrówek - Macrocephalus smithii - żyjących w Amazońskiej dżungli. Budują one olbrzymie podziemne gniazda do, których znoszą fragmenty roślin, martwych owadów, odchodów, itp. Fragmenty te tworzą rodzaj kompostu służącego jako pożywka dla hodowanego przez mrówki grzybów, stanowiących pożywienie owadów. Gatunek ten zainteresował naukowców bo jego ogrody są wydajniejsze od pokrewnych mrówek.

Owady społeczne znane są z wysokiego spokrewnienia między osobnikami zamieszkującymi tą samą kolonię. W typowej koloni spokrewnienie między robotnicami wynosi 75%, w przebadanym przez naukowców gatunku wynosi 100%. Oznacza to, że muszą się one rozmnażać całkowicie bez udziału samców.

Rozmnażanie bezpłciowe występuje u wielu owadów na różnym poziomie. Najczęściej jest to tylko okresowe pojawianie się osobników męskich w najbardziej dogodnym do tego okresie. W czasie gdy panują cięższe warunki występuje rozmnażanie bezpłciowe. Bardzo rzadko spotyka się natomiast gatunki rozmnażające się tylko bezpłciowo. Wszystkie osobniki są wtedy klonami bardzo podobnymi do siebie. W razie pojawienia się choroby lub zagrożenia wszystkie są jednakowo na nią narażone, co może doprowadzić do unicestwienia całej populacji czy nawet gatunku.

Ogólnie schemat dzieworództwa stosowany jest przez gatunki mające dobry dostęp do pokarmu i preferujące szybkie zwiększanie swojej liczebności. Może być jedynym sposobem rozmnażania np. niektóre gatunki patyczaków lub pojawiać się cyklicznie np. mszyce w okresie letnim. Znane są także gatunki rozmnażające się dzieworodnie tylko w niektórych częściach zasięgu geograficznego albo w niektórych typach środowiska które zamieszkuje. Unika się wtedy pewnych wydatków energetycznych i czasowych na produkcję samców, a szybkość reprodukcji wzrasta mniej więcej dwukrotnie.

U gatunków stosujących pewne formy opieki nad potomstwem, występujące w złożonych warunkach, rozmnażanie bezpłciowe prawie nie występuje. Ich materiał genetyczny jest wtedy bardziej zróżnicowany, pomaga szybciej dostosować się populacji do zmiennych warunków. Dlatego tak dużym zaskoczeniem okazało się znalezienie owadów społecznych, o dużej organizacji wewnętrznej, opiekujących się potomstwem i rozmnażających się dzieworodnie.

Jak twierdzą badacze u odkrytego gatunku mrówek rozmnażanie bezpłciowe musi być kontynuowane od ewolucyjnie dłuższego czasu. Ich samice nie są zdolne do normalnego rozmnażania płciowego. Układ rozrodczy u badanych osobników jest zredukowany, a niektóre jego elementy uległy zanikowi.

U niektórych gatunków samce pojawiają się tylko sporadycznie (np. niektóre gatunki patyczków) raz na kilka tysięcy osobników lub raz na kilkadziesiąt - kilkaset pokoleń. W takich przypadkach do stwierdzenia rozmnażania płciowego dochodzi tylko po długotrwałej hodowli przez wielu miłośników i przy duży, szczęściu.

Źródło:
- Himler A.G. i in, No sex in fungus-farming ants or their crops, Proceedings of the Royal Society B, Published online before print April 15, 2009, doi: 10.1098/rspb.2009.0313,
- bbc.com, 15.04.2009r., Ants inhabit *world without sex*,
- ekologia.pl, 15.04.2009r., Mrówczy świat bez seksu.