Author of this text: Ed Yong

Translation: Krzysztof Achinger

(Ten artykuł jest przeniesiony ze starej inkarnacji blogu Not Exactly Rocket Science.)

Na łąkach Europy, kolonie pracowitych mrówek są manipulowane przez mistrza obiboków. Obibokiem, o którym mowa jest niebieski motyl, modraszek alkon (Maculinea alcon), piękny i sporych rozmiarów letni gość. Jego ofiarami są dwa gatunki czerwonych mrówek, Myrmica rubra i Myrmica ruginodis.

Modraszek alkon jest „lęgowym pasożytem" — odpowiednikiem kukułki w świecie owadów. David Nash wraz z europejskimi kolegami odkryli, że jego gąsienice są pokryte chemikaliami, które wydają zapach podobny do tego, używanego przez oba gatunki mrówek wykorzystywane przez niego jako żywiciele. Dla mrówek chemikalia te są znacznikami identyfikującymi, a gąsienice pachną tak podobnie, że mrówki adoptują je i wychowują jak własne. Im precyzyjniejszy jest zapach gąsienic, tym większa szansa na adopcję.

Obce larwy nie są dobrą wiadomością dla kolonii, bo mrówki troszczą się o nie kosztem własnych młodych, które stają w obliczu zagrożenia głodem. Jeżeli małe mrowisko weźmie pod opiekę kilka gąsienic, prawdopodobieństwo, że nie wychowa własnego potomstwa wynosi ponad 50%. Zmusza to mrówki do walki z tym zjawiskiem, a Nash zdał sobie sprawę, że oba gatunki dają fantastyczną możliwość zbadania przypadku ewolucyjnego wyścigu zbrojeń.

Teoria zakłada, że jeżeli pasożyty są wystarczająco powszechne, powinno dać się zauważyć ich trwającą walkę z żywicielami, kiedy to motyle rozwijają lepsze zdolności mimikry, podczas gdy mrówki rozwijają lepsze zdolności wykrywania, kim się opiekują. Owady te są szczególnie dobrym modelem wyścigu zbrojeń, ponieważ ich zasięgi geograficzne nakładają się na siebie w załamanej mozaice.

Modraszki alkon składają swoje jaja na rzadkiej bagiennej roślinie — goryczce wąskolistnej — i to właśnie tam rozwijają się zanim zostaną zaadoptowane przez mrówki. Zarówno goryczka, jak i motyle są rzadkie, ale mrówki występują powszechnie, co oznacza, że tylko niewielka liczba kolonii jest wykorzystana w pasożytniczy sposób.

Wynikiem tego jest kilka ewolucyjnych gorących punktów, gdzie oba gatunki prowadzą przeciwko sobie wojnę przystosowawczą, w przeciwieństwie do wielu „zimnych punktów", gdzie kolonie nigdy nie spotykają motyli-oszustów.

Nash odkrył ewolucyjne gorące punkty, kiedy przyjrzał się jednemu z gatunków motyla żywiciela, M. rubra. Chemiczne okrycia populacji, które stały się ofiarami motyli, znacząco różniły się między sobą, podczas gdy okrycia niezainfekowanych kolonii były właściwie takie same. Te, które miały styczność z naciągaczami, przystosowywały się do tego poprzez zmianę własnego zapachu, aby różnił się od zapachu gąsienic.

Ale gdy Nash badał drugi gatunek żywicieli, M. ruginodis, nie odnalazł żadnych śladów ewolucyjnego wyścigu zbrojeń. Wszystkie populacje pachniały bardzo podobnie niezależnie od obecności pasożytów.

Różnica leży we wzorach kopulacyjnych tych dwóch gatunków mrówek. Królowe M. rubra mają potomstwo z miejscowymi samcami, z mrowisk na tym samym obszarze porastania goryczki wąskolistnej, które prawdopodobnie także mogą mieć środki do przeciwstawiania się modraszkom alkon. Królowe M. ruginodis mają szerszy zasięg i częściej łączą się z samcami z odległych populacji, które nie doświadczają pasożytnictwa. Każda nowa mutacja przeciwko obecności pasożytów jest szybko niwelowana poprzez napływ genów od nieodpornych sąsiadów.

Nash uważa, że motyle używają M. ruginodis jako dodatkowego żywiciela, rodzaj bezpiecznego głupca, którym można manipulować, gdy M. rubra wyewoluuje na tyle, że będzie odporna na kłamstwa motyla. Aby poprzeć tę tezę, odkrył przynajmniej jedno miejsce, gdzie populacje M. rubra miały bardzo różne zapachy, ale nie miały kontaktu z modraszkami alkon. Uważa on, że są to populacje, które wygrały wyścig zbrojeń — musiały już kiedyś walczyć z pasożytami i udało im się przystosować na tyle, że motyle je porzuciły.

Źródło zdjęć: David Nash

Źródło: Nash, D.R., Als, T.D., Maile, R., Jones, G.R., Boomsma, J.J. (2008). A Mosaic of Chemical Coevolution in a Large Blue Butterfly. Science, 319(5859), 88-90. DOI: 10.1126/science.1149180

Tekst oryginału

Not Exactly Rocket Science/Discover, 16 października 2010r.

Po przeczytaniu tego tekstu, czytelnicy często wybierają też: Królik jest pytaniem Epigenetyka: światło i droga?

Comment on this article..   See comments (1)..

Send text to e-mail address..

Print-out version..    PDF    MS Word

Ed Yong Mieszka w Londynie i pracuje w Cancer Research UK. Jego blog „Not Exactly Rocket Science” jest próbą zainteresowania nauką szerszej rzeszy czytelników poprzez unikanie żargonu i przystępną prezentację.  Private site  Number of texts in service: 148  Show other texts of this author  Newest author's article: Podstępny cętkowany kot udawał, że jest przedstawicielem innego gatunku