Genele săltărețe au contribuit la expansiunea evolutivă a furnicilor după dispariția dinozaurilor
Acum aproximativ 66 de milioane de ani, asteroidul care a pus capăt erei dinozaurilor a deschis calea unei expansiuni spectaculoase a noilor specii animale. În această perioadă, furnicile au ajuns la dominație ecologică, formând astăzi cea mai mare familie de insecte sociale, cu peste 15.000 de specii la nivel mondial.
Un nou studiu publicat în Science Advances arată că furnicile au beneficiat de așa-numitele elemente transpozabile din ADN-ul lor, denumite frecvent „gene săltărețe”. Cercetarea a fost realizată de o echipă internațională condusă de dr. Lukas Schrader de la Institutul pentru Evoluție și Biodiversitate (IEB) al Universității din Münster.
Genele săltărețe sunt secvențe de ADN care se pot deplasa și replica în interiorul unui genom. Mult timp au fost considerate „paraziți genomici” care, precum virusurile, se înmulțesc în genom fără a-și beneficia gazda și, în cel mai rău caz, pot provoca boli. Totuși, ele sunt acum recunoscute tot mai mult ca motoare ale inovației evolutive.
Noul studiu arată că liniile evolutive de furnici care poartă cele mai multe elemente transpozabile în genomul lor sunt și cele mai bogate în specii astăzi. Și mai izbitor, cercetătorii au identificat explozii independente de activitate a elementelor transpozabile la strămoșii celor mai mari grupuri de furnici din Paleogenul timpuriu (acum circa 66 de milioane de ani), cu puțin timp înainte ca aceste linii să se diversifice în miile de specii care trăiesc astăzi.
„Impactul asteroidului a avut consecințe dramatice pentru mediu. Am descoperit acum mecanismul genomic care leagă aceste răsturnări ecologice de diversificarea rapidă ulterioară a furnicilor: elementele transpozabile”, explică Schrader.
Modele comparabile au fost identificate și la alte grupuri de animale, studiile arătând explozii ale activității genelor săltărețe în faze mai recente de creștere a speciației, de exemplu la primate și lilieci.
Echipa de cercetare a asociat, de asemenea, elementele transpozabile cu extinderea unor familii importante de gene implicate în comunicarea chimică. Receptorii olfactivi, esențiali pentru viața socială a furnicilor, au jucat un rol deosebit în acest proces — furnicile se orientează, își recunosc colegii de cuib și își coordonează coloniile aproape exclusiv prin miros. Capacitatea lor de a recunoaște și interpreta semnalele chimice ar fi putut fi amplificată de activitatea neîncetată a propriului genom.
Pentru acest studiu, echipa a analizat și comparat genomurile a 163 de specii de furnici din 12 dintre cele 16 subfamilii existente astăzi, reconstruind istoria evolutivă și activitatea elementelor transpozabile din ultimii 100 de milioane de ani.
