Novos programas de estudo degradação evolutiva do cromossomo 'social' em formigas

O cromossomo, descoberto pela primeira vez por pesquisadores da Universidade em 2013, controla se a colônia de formigas de fogo tem tanto uma rainha ou várias rainhas. Tendo essas duas formas diferentes de organização social significa que as espécies podem se adaptar facilmente a diferentes ambientes e resultou em eles se tornarem um altamente invasivo de pragas em todo o mundo, fazendo jus ao seu nome latino Solenopsis invicta, que significa "o invencível".

Para o novo estudo, publicado na eLife, a equipa de investigação realizadas análises detalhadas dos níveis de todos os genes dentro do cromossomo social para o primeiro tempo de atividade para entender como ele funciona e sua evolução. Eles descobriram que mutações prejudiciais estão a acumular em uma versão dos cromossomas sociais, fazendo com que degenerada. Os resultados também mostraram que a maior parte da evolução recente destes cromossomas hastes de tentativas para compensar essas mutações prejudiciais.

A seleção natural é o principal mecanismo evolutivo que ajuda a otimizar genes ao longo de gerações, mas normalmente, não pode otimizar simultaneamente genes para dois tipos diferentes de organização social dentro de uma espécie.

Para superar este conflito evolutiva, cromossomas sociais genes juntos grupo adaptadas a cada tipo de forma social. Os resultados do novo estudo mostram que esta solução impede a remoção de mutações nocivas a partir do genoma e, como resultado, essas mutações se acumulam ao longo do tempo e começar a dominar o destino do sistema.

Os cromossomos sociais em formigas de fogo são um raro exemplo de uma ligação direta entre genes e comportamento social. Eles funcionam de forma semelhante aos cromossomos X e Y em humanos, que determinam o sexo.

Esta descoberta tem implicações ecológicas e médicas mais amplas porque as estruturas genômicas semelhantes aos cromossomos sociais e sexuais podem não só espécies de ajuda adaptar a ambientes mas também doenças sustêm como o câncer.

Dr. Martínez-Ruiz, principal autor do estudo da Queen Mary University of London, disse:. "Nossos resultados mostram que o benefício inicial da natureza combinando genes em um cromossomo social tem um custo Um milhão de anos mais tarde, a maioria das diferenças que veja entre os cromossomos sociais são devido à acumulação de mutações negativas ".

"Vemos também que o resto dos adapta genoma muito rapidamente em resposta às mutações negativas", acrescentou Dr. Wurm, Reader em Bioinformática no Queen Mary e autor sênior do estudo. "Isto é como a evolução funciona, adicionando patches para soluções imperfeitas, em vez de por encontrar a solução mais eficiente."

"Apesar da degeneração dos cromossomos sociais, as formigas de fogo não são susceptíveis de perdê-los tão cedo. Isso exigiria um outro grande cromossômica remanejamentos, tais eventos são raros e geralmente letal," Dr Wurm continua. "No entanto, prazos mais longos evolutivos, tudo é possível. A maioria das 20.000 espécies de formigas quer ter apenas colônias única rainha ou apenas colônias de várias rainha. Estamos agora tentando entender se cromossomos sociais são necessários para mudanças na organização social. "

O estudo baseia-se em pesquisas anteriores pelos autores sobre a evolução de cromossomos sociais. Eles têm diferenças nos genes para comunicação química que podem ser responsáveis ​​para a percepção do Queens identificada anteriormente, mostrou que um cromossoma sociais duplicou de tamanho, e que este cromossoma sociais carece de diversidade genética.

fonte: Queen Mary University of London. "New study shows evolutionary breakdown of 'social' chromosome in ants." ScienceDaily. ScienceDaily, 25 August 2020. <www.sciencedaily.com/releases/2020/08/200825110742.htm>.