Arbejdere, soldater og supersoldater

Mit sidste indlæg handlede om hvordan det ikke kun er selve DNA sekvensen i genomet der har betydning for en organismes form, funktion og fysiologi, men også hvilke dele af genomet der udtrykkes hvornår og i hvilken grad (epigenetik).

Et nyt elegant studie, der udkom i det anerkendte tidskrift Science i starten af det nye år, understreger det. Et canadisk forskerhold undersøgte således en speciel ”supersoldaterkaste” der findes hos nogle Pheidole myrer. Studiet har fået meget opmærksomhed ikke kun pga. fængende overskrifter, men fordi det evolutionært set er en rigtig god historie.

Der findes ca. 1100 arter i slægten Pheidole, der også kendt som de storhovedede myrer, fordi deres soldaterkaste har meget større hoveder end de almindelige arbejdere. Man har længe vist at et lille antal arter (8 for at være præcis) regelmæssigt også producerer såkaldte supersoldater. Supersoldaterne er større end de normale soldater, og med deres enorme hoveder kan de blokere indgangen til kolonien og dermed afværge hærgende hærmyrer på rov.

Ehab Abouheif, professor ved McGill University i Montreal, Canada, har nu opdaget en art, P. morrisi, der kun indimellem producerer disse supersoldater. Arterne der har supersoldater findes forskellige steder i Pheidole stamtræet, dvs. at det ikke blot er en gruppe af tæt beslægtede arter, der besidder denne ekstra kaste. Altså kunne man foranlediges til at tro, at det er et karaktertræk, der er opstået uafhængigt flere gange – ikke mindst fordi supersoldaternes funktion og adfærd varierer blandt de ni arter.

Det nye studie viser imidlertid at det sandsynligvis ikke er tilfældet. Tværtimod tyder det på at supersoldaterkasten er et oprindeligt karaktertræk for hele Pheidole slægten. Det lykkedes nemlig forskerne eksperimentelt at fremavle supersoldater i arter der normalt ikke producerer dem. Det vil sige at hele gen-apparatet er tilstede, men at det af en eller anden årsag ikke udtrykkes i alle arter.

Forskerne var i stand til at inducere produktionen af supersoldater, da de fandt ud af at supersoldaternes udvikling styres af de samme mekanismer, der afgør om en larve bliver til en almindelig arbejder eller til en soldat. Hvis mængden af et bestemt hormon (juvenile hormone) er lavt, så udvikles larven til en arbejder, hvorimod larven bliver til en soldat hvis mængden er større. I arter med supersoldater findes der en yderligere tærskel, og er hormon niveauet over denne værdi bliver larven til en supersoldat.

Ehab Abouheif mener at flere Pheidole arter ind i mellem producerer supersoldater ligesom P. morissi. Supersoldaterne har ikke har nogen funktion i disse arter, og kun fordi de forekommer i så lave frekvenser (de skyldes mutationer), findes de stadig. De udgør således ikke nogen reel omkostning for kolonien – ellers ville de for længst være blevet luget ud via naturlig selektion.

Reference  R. Rajakumar, D. San Mauro, M. B. Dijkstra, M. H. Huang, D. E. Wheeler, F. Hiou-Tim, A. Khila, M. Cournoyea, & E. Abouheif (2011) Ancestral Developmental Potential Facilitates Parallel Evolution in Ants. Science 335(6064): 79-82

Billedtekst Pheidole myrernes soldaterkaste adskiller sig fra de almindelige arbejdere med deres store hoveder og grove kæber. Foto: Zyrquel (www.flickr.com/creativecommons/)