Jejich měkká, drsná těla měla v délce pouhých několika milimetrů počet v tisících. Dokonce i pod mikroskopem byli muži a ženy jen stěží rozpoznatelní, ale Toshihisa Yashiro se už začal počítat. Stovky termitů při sčítání lidu začaly Yashirovy pochybnosti konečně mizet - nebyl nalezen jediný samec.
Dnes, v časopise BMC Biology, výzkumný tým Yashiro hlásí objev přirozeně se vyskytujících samičích kolonií termitů v jižních oblastech Japonska, představujících první známé asexuální populace termitů na světě.
Nejprve bylo těžké uvěřit. "[Stejně jako] genderově stejné společnosti u lidí, termitové kolonie mají obvykle stejný počet mužů a žen, " vysvětluje Yashiro, biolog na University of Sydney. "Muži i ženy pracují stejně tak, aby společnost fungovala."
Během terénních prací na pobřeží Japonska byl Yashiro a jeho kolegové překvapeni, že se potkají přes několik populací termitů Glyptotermes nakajimai, které se zdály být výlučně samicí. Jediným způsobem, jak se tyto kolonie udržet, by bylo pomocí asexuální reprodukce, ale Yashirovo důkazní břemeno bylo obrovské. Aby tuto teorii vyzkoušel, musel by pečlivě vyloučit přítomnost samců v koloniích tisíců hmyzu.
Takže Yashiro a jeho tým začali počítat. V průběhu jednoho a půl roku vědci sexizovali tisíce teeny termitů z deseti polních stanovišť, které se táhly po japonské pevnině a několika přilehlých ostrovech. Netrvalo dlouho, než se objevily geografické rozdíly. Na ostrově Honshu, největším a nejlidnatějším ostrově Japonska, jakož i na pobřežních ostrovech Amami-Oshima, Okinawa a Ogasawara, zůstala typická rovnováha mezi muži a ženami padesát. Ale na Shikoku a Kyushu - menších dvou ze čtyř hlavních japonských ostrovů - chlapi zmizeli.
Přestože Yashiro a jeho kolegové zkoumali více než 100 jedinců z každé ze 74 různých kolonií, museli si být jisti. Naštěstí pro vědce, jakmile se královna termitů úspěšně spojí, nese tento odznak na celý život v podobě malého pouzdra na hromadění spermií. Když tým odemkl tyto drobné poklady, zjistili, že zatímco kolonie smíšeného pohlaví byly vedeny královnami se spermatem, aby se zachránily, dámské monarchové všech ženských klanů nesly pouze prázdné nádrže.
Zralá termitová královna obklopená dělníky a vojáky. (CSIRO / CC BY 3.0) Pro další potvrzení asexuální reprodukce se vědci obrátili na zkoumání vajec - stovky. Zatímco téměř polovina vajec z populací smíšeného pohlaví byla inseminována, nenašlo se jediné oplodněné vajíčko z kolonie samice. Přesto se vejce v obou populacích vylíhla přibližně stejným tempem. Zdá se, že nejjižnější oblasti japonské pevniny podporují pouze nekontaktované panenské termity - a prosperovaly.
Rebeca Rosengaus, hmyzí sociobiolog a behaviorální ekologka na Northeastern University, která nebyla studiem spojena, říká, že byla „ohromena“, chválila práci za „důkladnou“ a „velmi komplexní“. „Žádná studie v minulosti [nepopisovala] úplné odstranění mužů, “dodává. "To je zcela nové a vzrušující."
Termiti nikdy nebyli nijak zvlášť romantičtí (s jejich tendencemi k sekání dřeva jsou patrně nejmenšími domácími vraky přírody). Ale ve skutečnosti je většina termitů monogamní. Když muži a ženy dosáhnou sexuální zralosti, pustí se do svatebního útěku za účelem hledání vhodné nemovitosti pro svou budoucí rodinu, až do okamžiku, kdy nastoupí do svého nového bydliště, budou jednotu konzumovat. Zde bude nově pomazaný král a královna chovat armádu dělníků a budoucích královských vojáků, uspořádaných do kast, podobných těm, které jsou vidět u včel.
Ačkoli sociální struktury termitů a včel nesou některé nápadné podobnosti, dvě linie jsou evolučně vzdálené. Zdá se, že termiti (což je technicky typ švábu) vyvinuli své monarchické tendence nezávisle a mezi druhy existují i další rozdíly. Například termiti zaměstnávají jak mužské, tak ženské vojáky, zatímco celá pracovní síla v úlu je žena - legie sester, které slouží pod zaneprázdněnou královnou, a v podstatě nemají žádný vstup od těch několika nemotorných mužů.
Těmto komunitám podporujícím ženy napomáhá neobvyklý způsob, jakým jsou včely pohlavně rozmnožovány. Na rozdíl od lidského (a nejvíce termitního) potomka, který zdědí geny od každého rodiče, který dává XX samicím a XY samcům, se včely mohou líhnout jak oplodněnými, tak nefertilizovanými vejci. Potomci z nefertilizovaných vajec dostávají pouze chromozómy od své matky a vytvářejí samce XO s polovičním počtem chromozomů než jejich ženské protějšky. Takže u většiny včel se samice mohou líhnout pouze z oplodněných vajíček a všechna oplodněná vajíčka se líhnou samice, což vyžaduje doslovný samčí vstup pro udržení druhu.
V posledních letech však bylo zjištěno několik linií včel, které líhnou samice z nefertilizovaných vajec zdvojnásobením chromozomů mámy. Tento jednoduchý přepínač může mít silné důsledky, protože ženy nyní zplodily ženy, aniž by bylo nutné lovit sperma, což umožňuje, aby se některé populace včel rozmnožovaly bez samců. Zdá se, že termiti se mohou zapojit do podobné reprodukce bez spermií - ale na rozdíl od včelstva, termitová kolonie, která vylučuje muže, by mohla zcela vychovat existující sociální strukturu.
"Je to dramatické, že ... samci nejsou nezbytní pro udržování živočišných společností, ve kterých dříve hráli aktivní společenskou roli, " říká Yashiro. A jak zdůrazňuje entomolog Washingtonské státní univerzity Laura Lavine, nejsme cizinci termitům úplně cizí. Proč to trvalo tak dlouho, než jsme našli amazonky, kteří terorizovali dřevem, hmyzím světem?
Několik divokých termitových kolonií bylo pozorováno, jak se již dříve rozmnožovalo, ale předpokládá se, že toto chování v koloniích se smíšeným sexem pomáhá zabránit inbreeding mezi plodnými králi a jejich vlastními potomky. Královny mají schopnost vylíhnout neoplozená vejce do nových královen, ale na konci dne zůstává většina termitů smilníky za dobrého počasí. Poté, co se flirtuje s asexualitou, se královny obvykle znovu připojují ke svým králům.
Skutečnost, že většina termitů dosud nepřevedla na cudnost, může být způsobena evoluční výhodou sexuální reprodukce. Jak se ukazuje, sex je užitečný pro udržení zdraví kolonie. Smíchání genů obou rodičů vytváří rozmanitost v populaci, což se hodí, když zasáhnou extrémní okolnosti, jako je nemoc nebo změna prostředí.
Termiti spěchají do poškozené oblasti hnízda a opraví díru. (Ministerstvo zemědělství USA / Scott Bauer) Tak proč se všechny ženské populace vyvinuly vůbec? Aby se zbavil odpovědi, Yashiro a jeho kolegové postavili bezohledné a sexuální termity z hlavy do hlavy - doslova. Když měřili okraje vojáků z termitů ze všech ženských a smíšených pohlavních kolonií, vědci zjistili, že není divu, že ti v koloniích jen pro ženy vypadali mnohem víc. V tomto případě však uniformita nebyla nutně špatná věc.
S jejich relativně neozbrojenými těly nejsou termiti stavěni pro útok. Místo toho, když je kolonie napadena, hlavní způsob obrany hmyzu často zahrnuje připojení vstupů do jejich hnízd vlastními hlavami. Různá velikost hlav by mohla být spíše břemeno než požehnáním, což znamená, že ztráta mužů může tyto ženské bojovníky skutečně zmocnit k útoku.
Protože rozmanitost poskytuje kritickou ochranu před mikrobiálními infekcemi, Rosengaus říká, že bude důležité, aby se budoucí práce zaměřila na to, nakolik jsou tyto různé skupiny náchylné k nemocem. Je možné, že nepohlavní kolonie všech žen přežily pouze v Shikoku a Kyushu, protože tyto regiony nejsou tak rozšířené s termitními patogeny, dodává Lavine, která se nového výzkumu nezúčastnila - ale tato teorie musí být ještě vyzkoušena.
Proč se kolonie v první řadě rozdělují na asexuální a sexuální společenství, je hádka. Na základě genetických důkazů označil Yashiro a jeho tým zlom v liniích termitů zhruba před 14 miliony let. Ale protože obě populace stále existují bok po boku, „můžeme být svědky vývoje v akci, “ říká Rosengaus.
Protože tyto skupiny kolonií jsou geograficky oddělené, pravděpodobně se už ne prolínají - a je dokonce možné, že v budoucnu by mohl vzniknout zcela nový druh složený výhradně z jediných dám.
Prozatím jsou tyto dvě populace stále technicky ve stejném druhu, ale tento objev pravděpodobně nebude poslední svého druhu. Samice druhů z celého zvířecího království přišly s chytrými způsoby, jak to udělat samy. Termiti mohou být známí pro oběd na řezivu - ale lze říci, že ne všechny ženy potřebují dřevo.
