Muurahaisten sosiaaliparasitismin genomiikka

Tiivistelmä. Sosiaaliparasitismi tarkoittaa lajienvälistä symbioosia, jossa yksi laji hyväksikäyttää toisen lajin sosiaalista käyttäytymistä oman ekolokeronsa toteuttamiseen. Erityisesti muurahaisten sosiaali-parasitismin tutkimuksessa on tehty useita genomiikan näkökulmista kiinnostavia löytöjä viime vuosina. Käsittelen tässä kandidaatin tutkielmassa näihin löytöihin johtaneita tutkimuksia, kokoan niiden päätelmät yhteen ja koitan ehdottaa mahdollisia lisätutkimuksen kohteita. Fylogeneettisen tutkimuksen avulla, Formica-suvun muurahaisten orjuuttavan parasitismin havaittiin olevan kytköksissä useisiin parasitismia edeltäviin adaptaatioihin. Odotusten mukaan, orjuuttamista harjoittavat muurahaiset luokiteltiin monofyleettisiksi. Itsenäisen pesänmuodostuksen menettämisen (ts. tilapäisen parasitismin kehittymisen) löydettiin olevan erityisen tärkeä askel orjuuttamisen evoluutiossa tässä suvussa, mutta myös monipesäisyys, metsästyskäyttäytyminen, territoriaalisuus sekä monikuningattarisuus olivat muodostettujen puiden mukaan todennäköisesti kytköksissä tähän ilmiöön. Temnothorax-suvun orjuuttajissa ja niiden isännissä havaittiin kvantifioitavia muutoksia ns. käyttäytymisfenotyypeissä eri alueiden välillä johtuen geeniekspression muutoksista. Muurahaisten aggressiivisuus vaihteli ryöstöretkien aikana riippuen populaation asuttaman alueen loisten ekologisesta onnistuneisuudesta. Kolmen Temnothorax-loisen havaittiin jakavan suuren osan ekspressoituvista geeneistään ryöstöretkien ulkopuolella, todennäköisesti johtuen yhteisestä alkuperästä, mutta muutokset ekspressiokuvioissa olivat ilmeisiä ryöstöretkien aikana orjuuttajien erilaisten ryöstöretkistrategioiden takia. Loisista löydettiin myös erillisessä tutkimuksessa useita jaettuja positiivisen valinnan kohteita sirkadiaanista rytmiä ja kutikulan hiilivetykuvioita säätelevissä geeneissä. Tutkittujen Temnothorax-isäntien ryöstöretki-fenotyypit eivät jakaneet yhteisiä ekspressiokohteita. Tarkastelemalla inkviliinien Pogonomyrmex- ja Vollenhovia-sukujen loisten genomista konservoitumista, genomisen rappeuman alhaisen määrän takia genotyyppisten muutosten pääteltiin vaikuttaneen vähemmän lajien evoluutioon kuin geeniekspression muutosten. Acromyrmex-suvun loisista sen sijaan löydettiin selvempiä geenimenetyksen ja genomisen rappeuman merkkejä, keskittyen hajutunnistusta ja kemiallista kommunikaatiota sääteleviin geeneihin. Rappeuman määrä kuitenkin vaihteli huomattavasti loislajien välillä, ja yhden lajin geenimenetyksiä jopa tasapainotti merkittävä määrä uusia geenejä