Inurriak, erregina hiltzaileak eta supergene berekoiak

Koldo Garcia

Alpeetako zilar-koloreko inurriek (Formica selysi) bereizgarria dute iletsuak izatea eta bizi izatea Pirinioetatik Alpeetara eta Vosge mendietatik Ipar Apeninoetara. Inurri espezie honetan koloniak bi motatakoak izan daitezke: erregina bakarra duten koloniak edo erregina bat baino gehiago dituzten koloniak, hain zuzen ere. Portaera sozial hori gene-mekanismo harrigarri baten bidez azal daiteke.

Aurretik egindako ikerketei esker jakina zen Alpeetako zilar-koloreko inurrien kolonien egitura supergene baten menpe zegoela. Supergene esaten zaio batera heredatzen den genen multzoari, hots, gene bakarra balitz bezala transmititzen den gene-eskualdeari. Hortaz, gene horietan kokatzen diren gene-aldaerak ere batera heredatzen dira, haplotipo izena ematen zaien gene-aldaera jakinen konbinazioen bidez, hain zuzen ere. Supergeneek ezaugarri konplexuak kontrolatu ohi dituzte; eta batera heredatzeak abantaila ebolutiboren bat izan ohi du; adibidez, ezaugarri konplexu horretan parte-hartzen duten gene guztien informazioa modu koordinatuan transmititzea. Gainera, inurrietan emeek –beste edozein animaliatan bezala– bi gene-kopia dituzte, eta arrek bakarra. Hortaz, emeek supergene horretan bi haplotiporen informazioa eramango dute eta arrek bakarra.

Sp eta Sm haplotipoen gakoa

Esan bezala, Alpeetako zilar-koloreko inurrien koloniek erregina bakarra ala bat baino gehiago izateak supergene batek kontrolatzen du. Erregina bakarreko kolonietan, emeek Sm deitutako haplotipoaren bi kopia dituzte; erregina bat baino gehiagoko kolonietan, ordea, emeek Sp deitutako haplotipoaren bi kopia dituzte edo Sp eta Sm haplotipoen kopia bana. Baina Sp eta Sm haplotipoak dituzten erreginen kolonia horietan gertaera arraro bat jazotzen da. Sp eta Sm haplotipoak dituzten emeak Sm haplotipoa duten harrekin gurutzatzen direnean ez dira gai sortzeko Sm haplotipoa duten arrak edo Sm haplotipoaren bi kopia dituzten emeak. Hau da, zerbaitek eragozten du erregina bakarreko koloniak kodetzen dituzten gene-aldaerak transmititzea erregina bat baino gehiago kodetzen duten gene-aldaerak emeen genoman presente daudenean. Hori dela eta, ikertzaileek uste dute erregina bat baino gehiago kodetzen duen haplotipoak –Sp haplotipoak, hain zuzen ere– supergene berekoi modura jokatzen duela, bere transmisioa bultzatzen baitu erregina bakarra kodetzen duen haplotipoaren –Sm haplotipoaren– kaltetan.

Supergene berekoi horrek beste haplotipoaren transmisioa nola oztopatzen duen aztertzeko, ikertzaile-talde batek hainbat esperimentu diseinatu zuen hiru mekanismo posible aztertzeko: gametoetan –ugalketa sexualean parte hartzen duten zeluletan, hots, emeen arrautzetan eta arren espermatozoideetan– Sp haplotipoa gainordezkatua ote zegoen ikusteko; Sp haplotipoa duten inurri langileek Sm haplotipoa duten indibiduoak hiltzen ote zituzten ikusteko –bizar berdea efektua izenez ezagutzen den gertaera, hau da, ezaugarri jakin bat dutenekin lehentasunezko tratamendua izatea–; eta bakarrik Sp haplotipoa duten indibiduoak heldutasunera heltzen ote ziren ikusteko, hau da, erreginen eraginez Sm haplotipoa zuten ondorengoak hiltzen ote ziren ikusteko.

Bizar berdea efektua alboratuta

Aipatutako esperimentu horiek egiteko, Sp eta Sm kopia bana zuten erreginak Sm arrekin gurutzatu zituzten ikertzaileek.

Ernaldutako arrautzak aztertzerakoan ikusi zuten arrautzen erdi batek Sp eta Sm kopia bana zuela eta arrautzen beste erdiak Sm bi kopia. Hau da, Mendelen legeak jarraituta itxaron daitekeen proportzioa. Hortaz, gametoek erakusten zutenak ez zuen laguntzen helduetan haplotipoen artean dagoen aldea azaltzeko.

Hala ere, erregina bakarreko haplotipoa bakarrik zuten arrautzak –hots, Sm haplotipoaren bi kopia zuten arrautzak– ez ziren gai eklosionatzeko. Berdin zion arrautza horiek zaintzen zituzten langileak Sp haplotipoa zuten ala ez, edota arrautzei jaramonik egitea zein ez; era batera nahiz bestera, ez ziren gai eklosionatzeko.

Esperimentua egin zenean erregina bakarreko haplotipoa zuten emeekin, –hau da, Sm haplotipoaren bi kopia zuten emeak Sm haplotipoa zuten arrekin gurutzatzean–, Sm haplotipoa bakarrik zuten arrautza horiek arazo gabe eklosionatzen ziren, Sp haplotipoa zuten langileek zaintzen bazituzten ere. Hortaz, inurri-langileek ez zuten inongo zerikusirik helduetan haplotipoen artean dagoen aldea azaltzeko; hori horrela, bizar berdea efektua baztertuta gelditu zen.

Ondorioz, mekanismo bakarrak azal lezake Alpeetako zilar-koloreko inurrien kolonietan jazotzen den aipatutako gertaera arraro hori: Sp haplotipoa duten erreginek, nolabait, Sp haplotipoa ez duten ondorengoak hiltzen dituztela. Supergene baten baitan hainbat gene daudenez, eta haplotipo bat gene-aldaeren konbinazio jakin bat denez, gerta liteke haplotipo horren baitan toxina baten eta bere antidotoaren gene-informazioa egotea, ahalbidetzen duena Sp haplotipoak Sm haplotipoa hiltzea.

Hainbat erreginako haplotipoak erregina bakarreko bere kidea horrela hil badezake, nola ez da gailendu eta zergatik ez dute Alpeetako zilar-koloreko inurriek bakarrik Sp haplotipoa? Hori da ikertzaileek orain aztertu nahi dutena. Behin jakinda Sp haplotipoak gene berekoi modura funtzionatzen duela eta Sm haplotipoa hiltzen duela, jakin nahi dute nola den posible Sm haplotipoak populazioan irautea. Mekanismo posible modura proposatzen dute hautespen-presioa ezberdina izatea haplotipoaren arabera –adibidez, Sp haplotipodun inurriak koloniatik kanpoko mugimendua mugatua izatea– edota Sp haplotipoak ondorengo gutxiago izatea.

Laburbilduz, Alpeetako zilar-koloreko inurrien gizarte-antolaketa ezartzen duten geneak supergenea balira bezala antolatzen dira; eta supergene horretan modu berekoian funtzionatzen duen gene-aldaera konbinazio batek erregina hiltzaileak sortzen ditu. Horrela, inurri horien kolonien egitura gene-aldaeren arteko norgehiagokaren isla besterik ez da. Orain gure buruei galde diezaiekegu, hori inurri hauetan bakarrik gertatzen al da ala beste animalia sozialetan ere bai?

Erreferentzia bibliografikoak:

Clyde, D. (2020). Killer queens and supergenes. Nature Reviews Genetics, 21 (580). DOI: 10.1038/s41576-020-0279-z

Avril, A. et al. (2020). Maternal effect killing by a supergene controlling ant social organization. Proceedings of the National Academy of Sciences, 117 (29), 17130-17134. DOI: 10.1073/pnas.2003282117

Egileaz:

Koldo Garcia (@koldotxu) Biodonostia OIIko ikertzailea da. Biologian lizentziatua eta genetikan doktorea da eta Edonola gunean genetika eta genomika jorratzen ditu.