Các nhà khoa học đã phát hiện ra điều gì đó dường như phá vỡ các quy tắc cơ bản của sinh học. Kiến chúa thu hoạch Iberian có thể đẻ trứng nở thành kiến đực của một loài hoàn toàn khác - kiến thu hoạch xây dựng. Phát hiện này đã gây ra cuộc thảo luận sôi nổi về ý nghĩa của việc trở thành một loài và cách tiến hóa hoạt động theo những cách mà chúng ta chưa bao giờ tưởng tượng.
Phát hiện này đến từ các nhà nghiên cứu đang nghiên cứu các đàn kiến dọc theo những con đường nông trại gần Lyon , Pháp. Họ phát hiện rằng trong số hàng nghìn con kiến trong mỗi đàn, số ít kiến đực có mặt thuộc về hai loài khác nhau. Một số là kiến thu hoạch Iberian có lông, trong khi những con khác là kiến thu hoạch xây dựng gần như không có lông. Xét nghiệm DNA xác nhận cả hai loại kiến đực đều đến từ cùng một kiến chúa Iberian .
So sánh các loài
- Kiến thu hoạch Iberian (Messor ibericus): Kiến đực có lông, phân bố rộng rãi
- Kiến thu hoạch xây dựng (Messor structor): Kiến đực gần như không có lông, chỉ giới hạn ở các khu vực miền núi
- Sự phân hóa tiến hóa: Hơn 5 triệu năm trước (tương tự như sự tách nhánh giữa con người và tinh tinh)
- Phạm vi địa lý: Kiến xây dựng bị giới hạn trong các vùng núi nhỏ, kiến Iberian lan rộng khắp miền nam châu Âu
Làm Thế Nào Một Mẹ Tạo Ra Hai Loài
Quá trình này hoạt động thông qua một hệ thống sinh sản phức tạp mà các nhà khoa học đã phải tạo ra một từ mới để mô tả: xenoparity, có nghĩa là sinh sản ngoại lai. Khi một kiến chúa Iberian giao phối với kiến đực xây dựng, cô có thể tạo ra ba loại con khác nhau. Cô tạo ra kiến thợ cái lai bằng cách kết hợp gen của cả hai bố mẹ. Cô tạo ra kiến đực của loài mình chỉ sử dụng vật liệu di truyền của mình. Nhưng đáng chú ý nhất, cô cũng có thể loại bỏ DNA của mình khỏi một số trứng nhất định và để tinh trùng của kiến đực xây dựng tạo ra những bản sao hoàn hảo của chính nó.
Điều này xảy ra bởi vì kiến sử dụng một hệ thống di truyền độc đáo gọi là haplodiploidy. Kiến đực chỉ có một bộ nhiễm sắc thể trong khi kiến cái có hai bộ. Khi kiến chúa loại bỏ vật liệu di truyền của mình khỏi trứng và thụ tinh nó bằng tinh trùng được lưu trữ từ kiến đực xây dựng, kết quả là một con kiến đực nhân bản có DNA giống hệt với người cha ban đầu.
Phân tích Hệ thống Sinh sản
- Ong thợ cái lai: Được tạo ra từ DNA của ong chúa Iberian + ong đực xây dựng (bất thụ)
- Ong đực Iberian: Được tạo ra chỉ từ DNA của ong chúa (sinh sản đơn bội)
- Bản sao ong đực xây dựng: Được tạo ra bằng cách loại bỏ DNA của ong chúa, chỉ sử dụng tinh trùng của ong đực xây dựng
- Hệ thống di truyền: Đơn bội-lưỡng bội (ong đực có 1 bộ nhiễm sắc thể, ong cái có 2 bộ)
- Lịch trình nghiên cứu: 50 đàn ong được theo dõi trong 2 năm để quan sát việc sinh ong đực hiếm gặp
 |
|---|
| Cận cảnh hai con kiến đang tương tác, thể hiện chiến lược sinh sản độc đáo liên quan đến lai tạo và nhân bản vô tính ở các loài kiến |
Lợi Ích Tiến Hóa Đằng Sau Hành Vi Kỳ Lạ Này
Các cuộc thảo luận cộng đồng đã tập trung vào lý do tại sao sự sắp xếp kỳ bizarre này lại tiến hóa. Kiến thợ cái lai dường như có lợi cho đàn kiến, có thể thông qua sức mạnh lai - xu hướng các sinh vật lai tạo mạnh hơn bố mẹ của chúng. Kiến chúa Iberian có được lực lượng lao động đáng tin cậy, trong khi kiến đực xây dựng đạt được sự bất tử di truyền thông qua việc nhân bản hoàn hảo.
Mối quan hệ này cũng giải quyết một vấn đề địa lý. Kiến xây dựng chỉ sống ở vùng núi trên một phạm vi nhỏ, nhưng kiến Iberian đã lan truyền chúng đến những vùng lãnh thổ mới bằng cách mang theo các bản sao của chúng. Một nhà quan sát lưu ý điều này tạo ra tình huống mà một loài mang theo loài khác trong túi của mình khắp miền nam châu Âu .
Thách Thức Hiểu Biết Của Chúng Ta Về Loài
Phát hiện này đã làm bùng nổ lại các cuộc tranh luận về cách chúng ta định nghĩa các loài khác nhau. Định nghĩa truyền thống nói rằng loài là các nhóm có thể sinh sản cùng nhau và tạo ra con cái có khả năng sinh sản. Nhưng những con kiến này yêu cầu hai loài phối hợp với nhau để tồn tại và sinh sản thành công.
Khái niệm cổ điển nói rằng [một loài] là một nhóm sinh vật có đặc điểm vật lý và di truyền tương tự có thể sinh sản với nhau trong tự nhiên và tạo ra con cái có khả năng sinh sản, nhưng hóa ra không phải như vậy; hai loài là cần thiết ở đây. Chúng ta sẽ phải suy nghĩ lại về khái niệm này.
Hai loài kiến này đã tách ra hơn năm triệu năm trước - khoảng thời gian tương tự như sự khác biệt giữa con người và tinh tinh. Tuy nhiên, chúng duy trì mối quan hệ đối tác sinh sản phức tạp này qua thời gian tiến hóa rộng lớn.
Tương Lai Của Mối Quan Hệ Đối Tác Bất Thường Này
Các nhà khoa học cảnh báo sự sắp xếp này có thể không kéo dài mãi mãi. Vì kiến đực xây dựng là những bản sao không giao phối với loài của chúng, chúng có khả năng tích tụ các đột biến gen có hại theo thời gian. Điều này làm cho chúng ngày càng dễ bị tổn thương khi quá trình tiến hóa tiếp tục.
Nghiên cứu này đòi hỏi sự kiên nhẫn đáng kinh ngạc. Các nhà khoa học đã theo dõi 50 đàn kiến trong hai năm trong điều kiện phòng thí nghiệm trước khi cuối cùng quan sát được sự ra đời của kiến đực xây dựng từ kiến chúa Iberian . Khó khăn này làm nổi bật việc các sự kiện sinh sản này hiếm và đặc biệt như thế nào, ngay cả trong điều kiện được kiểm soát.
Phát hiện này tham gia vào các ví dụ khác về các giải pháp sáng tạo của tự nhiên cho những thách thức sinh tồn. Từ nấm kiểm soát hành vi kiến đến chim bắt chước trứng của các loài khác, quá trình tiến hóa tiếp tục làm chúng ta ngạc nhiên với những chiến lược dường như không thể cho đến khi chúng ta thấy chúng hoạt động.
Tham khảo: These Ant Queens Seem to Defy Biology: They Lay Eggs That Hatch Into Another Species