Ученые раскрыли секреты клонирования и распространения малой огненной муравьи в Израиле

Мир муравьев в Израиле богат и разнообразен, однако за последние два десятилетия в него проникла новая инвазивная форма, изменившая все правила. Малая огненная муравей является болезненной неприятностью для людей и животных, а также представляет собой биологический феномен, бросающий вызов устоявшимся представлениям о размножении в природе. Чтобы глубже понять этот вид, мы побеседовали с доктором Эялем Привманом из Института эволюции при Хайфском университете, который исследует эволюцию и генетику муравьев.

Появление и распространение в Израиле

Когда малая огненная муравей впервые появилась в Израиле и как она сюда попала? «Осведомленность о присутствии малой огненной муравьи в стране возникла более 20 лет назад, но точное время прибытия первого муравья определить сложно, поскольку обычно этих насекомых обнаруживают лишь после того, как они полностью обосновались и начали распространяться», — поясняет доктор Привман. «Мы предполагаем, что они прибыли морским путем, например, с грузами древесины из Южной Америки. Это признанная мировая закономерность: точно так же красная огненная муравей попала в США более ста лет назад».

Несмотря на то, что малые огненные муравьи происходят из тропических регионов вроде бассейна Амазонки, где царят жара и высокая влажность, они успешно процветают в засушливом израильском климате исключительно благодаря человеку. «Израиль — засушливая страна, где почва должна быть сухой большую часть года, и такие условия по идее должны были препятствовать их выживанию», — отмечает ученый. «Единственная причина, по которой им удается жить здесь, — это человек. Мы поливаем поля, газоны, частные сады и общественные парки, создавая для них влажную среду. Без нашего искусственного полива они бы просто не выжили».

Особенности колоний и биология размножения

Как устроена жизнь в гнезде малых огненных муравьев? В большинстве видов муравьев в колонии есть одна царица-мать. У малой огненной муравьи ситуация иная: в одном гнезде может находиться сразу множество цариц, что позволяет откладывать огромное количество яиц и стремительно размножаться. Кроме того, колонии расселяются не путем создания гнезда с нуля единственной маткой, а через разделение: группа цариц вместе с рабочими особями может пешком перейти в соседнее гнездо на расстоянии нескольких метров. Однако главным двигателем дальнего распространения являются питомники. Покупая зараженное растение в горшке, человек приносит муравьев в свой сад, создавая новый очаг.

Наиболее поразительным открытием в биологии этого вида является способность к клонированию. В то время как большинство живых существ получают половину генов от матери, а половину от отца, у малой огненной муравьи система устроена иначе. Царица клонирует себя, создавая стопроцентную генетическую копию, а самцы являются клонами отца. «Царица спаривается с самцом, но когда она откладывает яйцо, из которого должен появиться самец, ее собственная ДНК полностью выводится из яйца, и остается лишь ДНК отца», — рассказывает доктор Привман. Рабочие муравьи — единственные, кто появляется в результате нормального полового размножения, однако они бесплодны и не могут дать потомство.

«Самое безумное открытие в отношении малой огненной муравьи заключается в том, что она клонирует сама себя. Царица производит копию себя, самец является клоном отца, и таким образом существуют две параллельные линии без смешения генов».

Влияние изменения климата

Будучи тропическим видом, критически зависящим от влажности и высоких температур, малая огненная муравей может расширить свой ареал обитания на фоне глобального потепления. По мере роста температур регионы, ранее бывшие слишком холодными, станут пригодными для заселения. Тем не менее, главным лимитирующим фактором в Израиле остается вода. Без антропогенного полива экстремальная засуха помешала бы их выживанию, однако пока люди продолжают поливать сады, эти инвазивные насекомые будут процветать.

В заключение доктор Привман подчеркивает, что главная трудность в дальнейших исследованиях заключается в понимании физиологических механизмов на клеточном уровне: «Например, мы до сих пор точно не знаем, каким образом царица "решает" или контролирует идентичность яйца — вылупится ли из него клонированный самец, клонированная царица или бесплодная рабочая особь».