הודעה לעיתונות: כרומוזום חברתי מתקופת הדינוזאורים
קובע את המבנה החברתי של קני נמלים
במחקר, שפורסם בכתב העת Current Biology, זיהו החוקרים בנמלת המדבר הישראלית “הנווטת השחורה” כרומוזום הקובע אם הקן יהיה חד־מלכתי או רב־מלכתי, ומעיד על מנגנון גנטי עתיק משחר האבולוציה של החברתיות
מחקר חדש שנערך באוניברסיטת חיפה, ופורסם בכתב העת היוקרתי Current Biology, מצא כי בנמלת המדבר הישראלית ״הנווטת השחורה״ יש כרומוזום הקובע את המבנה החברתי של הקן. הכרומוזום קובע אם תהיה בקן מלכה אחת או מספר מלכות. באופן מפתיע, החוקרים מצאו כי מדובר באותו כרומוזום חברתי שהתגלה לפני יותר מעשור בנמלת האש, אף ששני מיני הנמלים רחוקים מאוד זה מזה מבחינה אבולוציונית. ״מצאנו שמנגנון גנטי זהה שולט במבנה החברתי של מיני נמלים שהתפצלו זה מזה לפני יותר מתשעים מיליון שנה. ממצא זה מעיד על תפקיד עתיק ומרכזי של הכרומוזום הזה באבולוציה של חברתיות״, אמר ד״ר איל פריבמן, מאוניברסיטת חיפה, עורך המחקר.
מושבה של חרקים חברתיים, כמו נמלים ודבורים, בנויה בדרך כלל סביב מלכה אחת ופועלות רבות שהן בנותיה, מבנה הדומה למשפחה גרעינית. עם זאת, במינים מסוימים של נמלים מתקיים מבנה חברתי שונה, שבו חיות יחד כמה מלכות באותו קן, ולכן אין קרבה משפחתית בין פועלת כלשהי למרבית הפועלות בקן. תופעה זו מוכרת למשל בנמלי אש, שקן אחד שלהן עשוי להכיל עשרות מלכות. עם התקדמות טכנולוגיות הריצוף הגנומי והפיכתן לזמינות וזולות יחסית, זוהה לראשונה בנמלי האש כרומוזום ייחודי הקובע אם הקן יהיה חד־מלכתי או רב־מלכתי. הכרומוזום של נמלי האש זכה לשם ״הכרומוזום החברתי״ בשל אופן פעולתו הדומה לזה של כרומוזומי המין. במחקר הנוכחי ביקשו צוות החוקרים מהמכון לאבולוציה באוניברסיטת חיפה, בהובלת ד״ר פריבמן, לבדוק אם גם בנווטת השחורה קיים מנגנון גנטי דומה לזה שנמצא בנמלי האש, והאם מדובר בכרומוזומים שונים שהתפתחו באופן עצמאי, או בכרומוזום עתיק ומשותף למינים שונים.
החוקרים ניתחו רצפים גנומיים של מאות פרטים של הנווטת השחורה שנדגמו מעשרות קינים: הן קינים חד־מלכתיים והן קינים רב־מלכתיים, מאתר דיגום סמוך לתל אביב. באמצעות השוואת אלפי סמנים גנטיים בין פרטים וקינים שונים, זוהה אזור גדול בכרומוזום 2 שבו קיימים הבדלים עקביים בין שני המבנים החברתי. החוקרים ביצעו גם השוואות גנומיות בין הנווטת השחורה, נמלי אש ומינים נוספים של נמלים ודבורים, במטרה לבדוק אם מדובר בכרומוזום משותף ובעל שימור אבולוציוני נרחב.
מתוצאות המחקר עולה כי הכרומוזום החברתי שנמצא בנווטת השחורה הוא כרומוזום עתיק במיוחד, שנשמר לאורך כמאתיים מיליון שנים ברוב מיני הנמלים והדבורים. בכרומוזום שנמצא זוהו גנים רבים הקשורים לתקשורת כימית ובהם גנים המעורבים בייצור ובקליטה של פרומונים – חומרי ריח המשמשים לתיאום התנהגות חברתית. מחקרים קודמים בנמלי אש הראו כי פרומון המופרש על ידי מלכות בקנים רב־מלכתיים מאפשרים לפועלות לזהות מלכות מתאימות ולקבלן לקן, בעוד שהן דוחות ואף מוציאות להורג מלכות שאינן נושאות את הפרומון. העובדה שגנים דומים נמצאו גם על הכרומוזום החברתי בנווטת השחורה מרמזת כי מנגנונים דומים משפעים גם על המבנה החברתי במין זה, אף שהמחקר הנוכחי התמקד בבסיס הגנטי ולא בהתנהגות עצמה. “העובדה שאותו כרומוזום נשמר במינים שונים של נמלים ואף בדבורים מצביעה על כך שהגנים שעל הכרומוזום מעורבים במנגנון יסודי באבולוציה של חרקים חברתיים. השימור הגבוה של הגנים וסידורם בכרומוזום לאורך מיליוני שנים רבות מעיד כי הכרומוזום החברתי סיפק תשתית גנטית עתיקה, שאפשרה את התפתחותם של מבנים חברתיים מורכבים. ממצאים אלה תומכים בהשערה שלפיה לא מדובר בהתאמה מקרית, אלא בערכת כלים גנטית קדומה שנעשה בה שימוש חוזר במהלך האבולוציה של החברתיות״, מסכמים החוקרים.