Hvad gør gigantiske soldatmyrer?

Månekalendere i 2019 er her! Bestil din, før de er væk. Gør en god gave.

En ny undersøgelse antyder, at et tilsyneladende nytteløst organ - som vises kort under soldatmyres udvikling - muligvis kan forklare, hvorfor nogle myrer er små arbejdstagere, og andre er enorme soldater.

Resultaterne kan muligvis svare på et spørgsmål, der forvirrede Charles Darwin - et spørgsmål, han betragtede som en "særlig vanskelighed" med sin evolutionsteori. Han spekulerede på, hvis naturlig udvælgelse fungerer på individets niveau og kæmper for overlevelse og reproduktion, hvordan kan en enkelt koloni producere arbejdermyrer, der er så dramatisk forskellige i størrelse - fra de mindre arbejdstagere med deres små hoveder og kroppe, til den store -hovedede soldater med deres enorme mandibles?

I On the Origin of Species by Means of Natural Selection skrev Darwin:

… Men vi har endnu ikke berørt vanskelighedens højdepunkt; den kendsgerning, at pattedyrene til flere myrer adskiller sig, ikke kun fra de frugtbare hanner og hunner, men fra hinanden, nogle gange næsten i utrolig stor grad, og således er opdelt i to eller endda tre rollebesætninger.

I henhold til den nye undersøgelse, der blev offentliggjort 10. oktober 2018, i det peer-reviewede tidsskrift Nature, genererer Pheidole-maurkolonien selv soldater og regulerer balancen mellem soldater og mindre arbejdstagere takket være et tilsyneladende uvigtigt organ - en rudimentær vingeskive - der vises kun kort i de sidste faser af larveudviklingen. Og kun i nogle af myrer - dem, der bliver soldater.

Normal arbejdstager (venstre) og soldat (højre). Individet i midten er et mellemprodukt produceret efter, at soldatinhiberende feromon stoppede væksten af ​​dets rudimentære vingeskiver, mens det udviklede sig. Billede via Abouheif Lab.

Ehab Abouheif fra McGill University er seniorforfatteren på papiret. Abouheif sagde i en erklæring:

Det var en helt uventet konstatering. Folk havde lagt mærke til, at under udviklingen af ​​soldater, ville et tilsyneladende nytteløst rudimentært 'orgel' dukke op og derefter forsvinde. Men de antog, at det kun var en sekundær virkning af hormoner og ernæring, der var ansvarlig for at gøre larverne til soldater.

Rajendhran Rajakumar, undersøgelsens første forfatter, tilføjede:

Det, vi opdagede, var, at disse rudimentære organer ikke er en sekundær virkning af hormoner og ernæring, men i stedet er ansvarlige for at generere soldaterne. Det er deres forbigående tilstedeværelse, der regulerer soldaternes hoved og krop til at vokse med hurtige hastigheder, indtil du får disse storhovedede soldater med enorme mandibler og store kroppe.

Forskerne opdagede også, at myrkolonien opretholder balancen mellem soldater og mindre arbejdstagere - en andel af 90-95 procent arbejdstagere til 5-10 procent soldater - ved at regulere væksten af ​​det rudimentære organ i larver. De fandt, at myrerne opretholder dette forhold ved at stoppe væksten af ​​det rudimentære organ med en hæmmende feromon, når der er for mange soldater. Forskerne sagde imidlertid, at kolonien er i stand til at rampe op antallet af soldatmyrer meget hurtigt, hvis det er truet, eller antallet af soldater er faldet af en eller anden grund, fordi de rudimentære vingeskiver kun vises i de sidste stadier af larveudviklingen .

Pheidole-soldat (venstre) og mindre arbejdstager (højre). Foto via Alex Wild.

Nogle ant fakta fra biologerne ved McGill University:

- Hannerne og dronningen er de eneste myrer med vinger.

- Vingerne vokser i larvestadiet fra imaginære skiver til vinger.

- Alle myrer fra Pheidole- arbejder er kvinder og sterile.

- I kolonier af Pheidole- slægten består arbejderkasterne af både storhovedede store myrer, kendt som soldater, og mindrehovedede og legeme mindre arbejdstagere.

- Soldatmyrer er større og har uforholdsmæssigt større hoveder end arbejderne.

- Arbejderne udfører de fleste af opgaverne i kolonien. De går ud og foder, og de plejer ynglen.

- Med store mandibler og hoveder fyldt med muskler handler de storhovedede soldater hovedsageligt til forsvar for kolonien. De kan også bruge deres mandibles til at knække frø og hjælpe med at forarbejde mad og vil påtage sig roller som mindre arbejdstagere, hvis det er nødvendigt.

Nederste linje: Forskere har opdaget den biologiske grund til, at soldamyrer vokser sig større end arbejdermyrer.

Kilde: Social regulering af et rudimentært organ genererer komplekse arbejderkaste-systemer i myrer

Læs mere fra McGill University