彼女は遺伝的には「被験者」と似ていますが、皆さんご存知のとおり、女王アリは非常に特別なアリです。女王アリだけが卵を産み、働きアリは不妊で他のすべての世話をします。研究者たちは現在、女王とコロニーの違いの背後にあるものを発見しました。驚くべきことに、この役割の割り当ては、顕著な物質であるインスリンの生成を担う単一遺伝子の制御のみに基づいているようです。
国家を形成する昆虫は、進化における興味深い発展です。ある種では、ある時点で、「私」は秩序ある「私たち」、つまり一種の超有機体を形成する多くの個体のコミュニティに出現しました。このコンセプトの成功のおかげで、特にアリは世界強国になりました。何千もの種が地球上で最も多様な生息地を征服し、その活動を通じて生態系を形成しています。よく知られているように、彼らの政治システムの重要な側面は分業です。ニューヨークのロックフェラー大学のダニエル・クロナウアー氏は、「私たちはどのような分子機構が女王アリを産卵アリに変え、残りのアリを勤勉な働きアリに変えるのかを知りたかったのです」と語る。
違いを辿る途中で
女王バチと働きアリの異なる特徴は、動物のゲノム内の遺伝子の活性の違いに基づいていることは明らかだと思われました。これらの「王室」遺伝子を追跡するために、研究者らはさまざまなアリの女王アリと働きアリの遺伝子発現を比較した。彼らの結果は、1つの遺伝子だけが主に関与しているようであり、女王バチでは常に上方制御されていることが明らかになった。科学者らによると、この遺伝子はインスリンのアリ版であるペプチドILP2の生成に関与しているという。研究者らによると、人間と同様、昆虫の代謝の制御にも関与しているという。
ILP2 がアリのコロニー内の動物間の違いに実際に役割を果たしているかどうかを確認するために、科学者たちはアリの種Ooceraea biroiを使って実験を実施しました。この種は、女王アリと働きアリの分類が流動的であるという興味深い点で他のアリと異なります。必要に応じて、働きアリが産卵アリに変身したり、その逆も可能です。この段階間の移行は幼虫の存在によって制御されます。子供が生まれると、アリは卵を産むのをやめて世話モードに切り替わり、いわば女王アリから働きアリに変わります。
Kronauerらは今回、これらの特別なアリにおけるILP2の遺伝子構造の発現を調べた。研究者らが育児段階で幼虫を巣から取り除くと、成虫のインスリン産生が大幅に増加したことが判明した。しかし、幼虫を加えるとインスリンの産生が減少しました。これは、幼虫の存在によりインスリンの産生が抑制され、繁殖が抑制されることを意味します。 ILP2 の機能は別の実験でも確認されました。科学者たちは、育児中にアリにインスリンを注射しました。この処理により、幼虫が多数存在する場合でも卵巣が活性化されました。
アリの進化の歴史を知る手がかり
研究者らによると、今回の研究結果は、アリがかつて孤独な生活を送っていた動物から、特殊なカーストを持つ社会的な生き物にどのように進化したのかという疑問への重要な手がかりを提供しているという。これは、いわば、アリの祖先が次々に示した行動のひとつ、つまり卵を産んで幼虫の世話をするという行動へのコミットメントであるとすでに想定されていた。同州では、これら 2 つのタスクは別の個人によって実行されます。
研究者らによれば、これらの役割を調節するためにインスリン生成が動員されたことはもっともらしいと思われる。この物質は、幅広い生物の生殖と採餌を制御すること、また体内の濃度が食事に依存することはすでに知られています。まさにこの側面もこの絵に当てはまります。ほとんどのアリ種におけるカーストの決定は、女王になる運命にある幼虫のさまざまな食事に基づいていることが知られています。つまり、女王アリは働き幼虫よりも多くの餌を受け取ります。これにより、より多くの ILP2 が生成される可能性が高く、最終的には最も重要な特性である生殖能力の発達につながります。
出典: ロックフェラー大学、科学、 doi: 10.1126/science.aar5723
