すべて雌のシロアリのコロニーは雄の入力なしで繁殖する

わずか数ミリメートルの長さで、彼らの柔らかく、こね粉の体は数千に数えられました。 顕微鏡下でさえ、オスとメスはほとんど区別できませんでしたが、八代敏久はすでに数え始めていました。 何百ものシロアリが国勢調査に参加し、やしろの疑念がついに消え始めました。単一の雄は見つかりませんでした。

今日、ジャーナルBMC Biologyで、八代の研究チームは、世界で最初に知られている無性シロアリの個体群を代表する、日本の南部地域で自然に発生するすべての雌シロアリのコロニーの発見を報告しています。

最初は信じられませんでした。 シドニー大学の生物学者であるヤシロは、「人間と同じような性別の社会では、シロアリのコロニーは一般に男性と女性の数が同じです」と説明します。 「男性も女性も、社会を機能させるために等しく働きます。」

日本の海岸でのフィールドワーク中に、ヤシロと彼の同僚は、女性だけであると思われるGlyptotermes nakajimaiシロアリのいくつかの個体群につまずいたことに驚いた。 これらの植民地が自立する唯一の方法は無性生殖によるものですが、八代の立証責任は膨大でした。 この理論をテストするために、彼は何千もの昆虫のコロニーでの雄の存在を辛うじて除外しなければなりません。

そこで、八代と彼のチームは数え始めました。 1年半の間に、研究者たちは日本の本土といくつかの隣接する島々に広がる10箇所の野原から数千匹のシロアリを性交しました。 地理的な違いが現れるのに長くはかからなかった。 本州、日本で最も人口が多い島、Am美大島、沖縄、小笠原の沖合の島々では、典型的な50から50の性別のバランスが保たれていました。 しかし、四国と九州（日本の4つの主要な島のうちの小さい方の2つ）では、男は姿を消していました。

八代と彼の同僚は、74の異なるコロニーのそれぞれから100人以上の個人を検査しましたが、彼らは確認する必要がありました。 研究者にとって幸運なことに、シロアリの女王が交尾に成功すると、彼女は小さな精子を貯めるポーチの形でそのバッジを生涯につけます。 チームがこれらの小さな宝物の宝庫のロックを解除すると、混血のコロニーは精液を使った女王に導かれ、女性の氏族の君主は空の戦車しか運ばなかったことがわかりました。

無性生殖をさらに確認するために、研究者らは数百個の卵を調べることにしました。 混合性の集団からの卵のほぼ半数が受精させられていたが、すべて雌のコロニーからの受精卵は1つも見つかりませんでした。 それにもかかわらず、両方の集団の卵はほぼ同じ割合でhatch化しました。 日本本土の最南端の地域は、非接触の処女シロアリのみをサポートしているように見えましたが、繁栄していました。

ノースイースタン大学の昆虫社会学者で行動生態学者のRebeca Rosengausは、この研究に関係していなかったため、「感銘を受けた」と述べ、研究を「徹底的」かつ「非常に包括的な」と称賛しています。男性を完全に排除します」と彼女は付け加えます。 「それはまったく新しくてエキサイティングです。」

シロアリは、特にロマンチックではありませんでした（木材をむさぼる傾向があるため、間違いなく自然の中で最も小さな家の破壊者です）。 しかし、実際には、ほとんどのシロアリは一夫一婦制です。 男性と女性が性的成熟に達すると、彼らは将来の家族のために適切な不動産を探して婚flight飛行に乗り出し、新しい居住区に住むと組合を完成させます。 ここで、新しく油そそがれた王と女王は、ミツバチに見られるものと同様のカーストに配置された労働者と将来の王室の軍隊を繁殖させます。

シロアリとミツバチの社会構造にはいくつかの顕著な類似性がありますが、2つの系統は進化的に遠いです。 シロアリ（技術的にはゴキブリの一種）は独立して君主制の傾向を進化させたようであり、種の間にも追加の違いが存在します。 たとえば、シロアリは男性と女性の両方の兵士を雇用しますが、蜂の巣の労働者全体は女性です。忙しい女王の下で奉仕する姉妹の大群であり、本質的に少数の刺されない男性からの入力はありません。

これらの女性が好むコミュニティは、ハチが性的に繁殖することが知られている異常な方法によって促進されています。 XXの雌とXYの雄を産む各親から遺伝子を受け継ぐヒト（そしてほとんどのシロアリ）の子孫とは異なり、ミツバチは受精卵と未受精卵の両方からhatch化することができます。 未受精卵からの子孫は母親から染色体を受け取るだけで、女性の半分の染色体を持つXOオスを作成します。 そのため、ほとんどのミツバチでは、雌は受精卵からしかhatch化できず、すべての受精卵は雌をhatch化させるため、種を維持するには文字通りの雄の入力が必要です。

しかし、近年、母親の染色体上で倍加することにより、未受精卵から雌をhatch化させるいくつかのミツバチ系統が特定されています。 この単純な切り替えは、雌が精子を狩る必要なしに雌を生むので、強力な結果をもたらす可能性があり、一部のミツバチの個体群は雄なしで繁殖することができます。 シロアリは、同様の精子のない繁殖に従事できるようですが、ハチの巣とは異なり、オスを排除したシロアリのコロニーは、既存の社会構造を完全に覆す可能性があります。

「（劇的に）…男性は、以前は積極的な社会的役割を果たしていた動物社会の維持に不可欠ではありません」と八代は言います。 そして、ワシントン州立大学の昆虫学者ローラ・ラヴィンが指摘するように、私たちはシロアリにまったく異邦人ではありません。 昆虫の世界の木材を脅かすアマゾン人を見つけるのになぜそんなに時間がかかったのですか？

いくつかの野生のシロアリのコロニーが無性的に繁殖することが以前に観察されましたが、混合性のコロニーでのこの行動は、肥沃な王と彼ら自身の子孫の間の近親交配を防ぐのに役立つと考えられています。 女王は未受精卵を新しい女王にhatch化させる能力を持っていますが、結局のところ、ほとんどのシロアリは晴天の淫行家のままです。 無性感で投げつけられた後、女王は一般的に王に再び加わります。

ほとんどのシロアリがまだ貞操に移行していないという事実は、有性生殖の進化上の利点による可能性があります。 結局のところ、セックスはコロニーの健康を維持するのに役立ちます。 両方の親の遺伝子を混合すると、集団に多様性が生じます。これは、病気や環境の変化などの極端な状況が発生したときに役立ちます。

では、なぜ女性だけの集団がまったく進化したのでしょうか？ 答えを解明するために、八代と彼の同僚は、文字通り、無性および性シロアリに真っ向から穴をあけました。 研究者たちは、女性だけのコロニーと性別が混在したコロニーの兵士シロアリのノギンを測定したとき、驚くべきことではないが、女性のみのコロニーのシロアリはより似ていることを発見した。 しかし、この場合、均一性は必ずしも悪いことではありませんでした。

シロアリは比較的装甲が薄いため、攻撃用に作られていません。 代わりに、コロニーが攻撃を受けているとき、昆虫の主な防御モードには、巣への入り口を自分の頭で塞ぐことが含まれます。 さまざまな頭のサイズは、実際には恩恵ではなく負担になる可能性があります。つまり、男性の喪失は、実際にこれらの女性の戦闘機に攻撃から生き残る力を与えた可能性があります。

多様性は、微生物感染に直面した場合に重要な保護手段を提供するため、これらの異なるグループが病気にどの程度影響を受けやすいかを調べることは今後の研究で重要になるとRosengasusは述べています。 これらの地域はシロアリの病原体がife延しているわけではないため、四国と九州でのみ無性の雌のコロニーが生き残った可能性があります、と新しい研究に参加しなかったラバインは付け加えました。

植民地がそもそも無性と性的コミュニティに分かれた理由は誰もが推測します。 遺伝的証拠に基づいて、ヤシロと彼のチームは、およそ1400万年前にシロアリの系統の裂け目を特定しました。 しかし、2つの集団は相次いで存在しているため、「行動の進化を目撃している可能性があります」とRosengaus氏は言います。

これらのコロニーのグループは地理的に分離されているため、おそらく混ざり合っていません。将来、完全に単一の女性で構成される完全に新しい種が発生する可能性さえあります。

今のところ、2つの個体群は技術的には同じ種内にありますが、この発見はおそらくその種の最後ではないでしょう。 動物界のいたるところに生息する雌の種は、それを独りで行く賢い方法を考え出しました。 シロアリは木材で昼食をとることで知られているかもしれませんが、すべての女性が木材を必要とするわけではないと言っても安全です。