Flóttinn mikli og ofurgen eldmauranna

Síðasta mánudag fjallaði ég um notagildi erfðafræði við rannsóknir á þroskun lífvera. Erfðafræðin getur nefnilega afhjúpað hvaða gen, prótín og ferli eru nauðsynleg til að byggja tiltekna vefi eða líffæri.

Síðasti punkturinn í erindinu var sá að erfðafræðin nýtist einnig við að rannsaka lífeðlisfræði og hegðun lífvera. Þegar ég nam í Norður Karólínu var hópur atferlisfræðinga  að beita erfðafræði til að kanna atferli ávaxtaflugna, t.d. hvaða gen tengjast taugaveiklun, viðbragði við fýlu og nikotíni. Í nýjasta hefti nature er skýrt frá tveimur rannsóknum á erfðum atferlis.

Mýs skipuleggja flóttann mikla

Villtar mýs í Norður ameríku eru mjög margvíslegar í útliti en einnig í hegðan. Einn músategund (svokölluð Olíuvallamús - Peromyscus polionotus) grefur sér langar holur, og alltaf neyðarútgang. Náskyldur stofn Dádýrsmúsa (Deer mouse P. maniculatus) grefur styttri holur en aldrei neyðarútgang.

Hopi Hoekstra og félagar æxluðu saman þessum stofnum og skoðuðu göngin sem afkomendurnir byggðu. Göngin voru öll með neyðarútgangi. Það bendir til að erfðaþáttur móti þetta atferli, og að hann sé ríkjandi.

Til að kanna þetta frekar, æxluðu þeir kynblendingunum við Dádýrsmýs, og könnuð göngin sem afkomendur þeirra byggðu. Niðurstöðurnar voru mjög skýrar. Sumar þessara músa byggðu löng göng, en aðrar stutt. Einnig gerðu sumar neyðarútgang en aðrar ekki. Eiginleikarnir tveir, (hæfileiki/vilji til að grafa löng göng eða til að grafa neyðarútgang) erfðust hins vegar óháð hvor öðrum. Það sýnir að óháðir erfðaþættir hafa áhrif á þessa tvo eiginleika. (sjá einnig umfjöllun BBC Mouse burrowing 'in their genes')

Ofurgen í eldmaurum

Eldmaurar (Solenopsis invicta) eru landlægir í Suður ameríku, en numu land í suðuríkjum BNA á fjórða áratug síðustu aldar. Þeir byggja sér bú, þar sem ein drottning ríkir, eins og algengt er meðal félagskordýra. Nema hvað töluverður fjöldi eldmaurabúa er með fleiri en eina drottningu, að því er virðist án vandkvæða. Þróunarfræðileg líkön sýna að togstreita er á milli drottningar og afkomenda hennar í búinu. Einnig verða oft blóðug átök þegar drottningin fellur frá. Því er frekar sjaldgæft að finna bú með fleiri en eina drottningu.

Mynd af eldmaur S. invicta af vef Wikimedia commons og © AntWeb.org / CC-BY-SA-3.0

Áður hafði verið sýnt fram á að muninn á eindrollu og fjöldrollu búum mátti útskýra með einum erfðaþætti (Gp-9). Wang og félagar beittu sameindaerfðafræðilegum aðferðum við að  finna þennan erfðaþátt og skilgreina hann.

Í ljós kemur að þetta er ekki einn erfðaþáttur, heldur nokkurskonar ofurgen. Ofuregen eru ruma margra gena, líklega 616 stk. í eldmaurum,  sem erfast saman og öll taka þátt í að móta einn eiginleika. Í þessu tilfelli hversu margar drottningar eru leyfðar í búinu. 

Wang og félagar gerður ítarlegri rannsóknir á þessu ofurgeni, og litningnum sem það liggur á. Í stuttu máli hegðar þetta ofurgen sér hliðstætt kynlitningum  t.d. í spendýrum (XX: kvendýr, XY: karldýr). Þernur með BB  mynda einnar drottningar bú, en Bb gerðin fjöldrottningabú. Engir bb einstaklingar finnast í stofninum. Sem er áþekkt og hjá okkur, ekkert okkar hefur hitt YY manneskju eða YY hamstur.

Ítarefni og heimildir:

BBC Mouse burrowing 'in their genes'

Jesse N. Weber, Brant K. Peterson & Hopi E. Hoekstra  Discrete genetic modules are responsible for complex burrow evolution in Peromyscus mice Nature 493, 402–405 (17 January 2013) doi:10.1038/nature11816

John Wang, Yannick Wurm, Mingkwan Nipitwattanaphon, Oksana Riba-Grognuz, Yu-Ching Huang, DeWayne Shoemaker & Laurent Keller A Y-like social chromosome causes alternative colony organization in fire ants Nature (2013) doi:10.1038/nature11832