Le Strategie Sociali delle Formiche Formica
Esplorando le complesse strutture sociali delle formiche e il ruolo dei supergeni.
― 6 leggere min
Indice
Le formiche sono creature affascinanti, conosciute per il loro successo e le complesse vite sociali. Si riuniscono in colonie che possono variare da un solo nido a più nidi collegati. Alcune colonie hanno una sola regina, mentre altre possono averne molte. Questa diversità nella struttura sociale solleva domande su come le formiche di diverse colonie interagiscono e funzionano insieme.
Strategie Sociali Alternative
Le ricerche hanno dimostrato che le formiche hanno sviluppato varie strategie sociali nel tempo, e queste strategie spesso evolvono in modi simili. Ad esempio, le formiche possono adattarsi ai loro ambienti cambiando il modo in cui vivono insieme, portando a diverse forme sociali. Studi recenti hanno sottolineato che alcune di queste forme sociali sono collegate a tratti genetici specifici noti come supergeni. I supergeni possono portare determinate caratteristiche che aiutano a determinare come funziona una colonia.
Il Ruolo dei Supergeni
I supergeni sono sezioni speciali di DNA che possono controllare diversi tratti nelle formiche, come se una colonia ha una regina o molte. Permettono a tratti specifici di essere tramandati insieme, come un pacchetto, il che può aiutare a mantenere la struttura sociale della colonia. In alcuni casi, tratti benefici sono mantenuti insieme per evitare di mescolarli con tratti meno favorevoli.
In alcune specie di formiche, come la Formica, sono stati identificati supergeni legati ai numeri delle regine. Questi supergeni possono influenzare se una colonia è guidata da una regina o da molte, a seconda della composizione genetica degli individui in quella colonia.
Strategie Sociali nelle Formiche Formica
Tra le specie di Formica, i ricercatori hanno scoperto che alcune possono avere strategie sociali molto diverse. Ad esempio, il gruppo Formica rufa include specie che possono essere monoginiche (una regina) o poliginiche (più regine). In alcuni casi, queste specie possono persino formare Supercolonie, quando più nidi lavorano insieme e condividono risorse su un'ampia area.
Le supercolonie possono verificarsi in alcune specie di Formica, dove c'è collegamento genetico e condivisione di risorse tra nidi vicini. Ad esempio, la Formica lugubris si caratterizza per essere sia poliginica che capace di formare supercolonie. Nelle popolazioni in cui ciò avviene, i ricercatori hanno notato che i lavoratori di questi nidi tendono a cooperare di più e mostrano meno aggressività tra di loro rispetto ad altri tipi di colonie.
Diversità Genetica e la sua Importanza
Per comprendere le strutture sociali di queste formiche, gli scienziati raccolgono campioni da diverse colonie e analizzano il loro DNA. Esaminando la composizione genetica dei lavoratori, i ricercatori possono determinare l'organizzazione sociale dei nidi. Ad esempio, se i lavoratori sono strettamente imparentati, suggerisce una colonia monoginica. Al contrario, se c'è più variazione genetica, indica un assetto poliginico.
Negli studi della Formica paralugubris, ad esempio, i ricercatori hanno scoperto che tutti i lavoratori campionati appartenevano a nidi poliginici. Tuttavia, sorprendentemente, i lavoratori non mostravano alcuna variazione nel loro Supergene legato al numero delle regine, poiché avevano tutti lo stesso tratto genetico legato a una sola regina piuttosto che a più regine.
Diverse Forme Sociali nelle Formiche
Quando si osservano diverse specie nel gruppo Formica, come la Formica aquilonia e la Formica truncorum, i ricercatori hanno notato che le supercolonie spesso avevano tratti sociali simili. Molte di queste specie mostrano polimorfismo, il che significa che possono passare tra diverse strategie sociali in base alle condizioni ambientali. Alcuni nidi sono stati identificati come monoginici con tratti poligamici, mentre altri mostravano comportamenti più complessi associati alla supercolonalità.
La parte interessante qui è che la supercolonalità e la poliginia si pensa siano collegate, ma le scoperte suggeriscono che possono anche verificarsi indipendentemente. Questo significa che, mentre molti ricercatori credono che le supercolonie nascano da strutture poliginiche, le evidenze stanno iniziando a mostrare che la supercolonalità può esistere senza il genotipo P, che di solito è associato a più regine.
Il Mistero del Genotipo P
Il genotipo P è stato un tema di interesse tra gli scienziati che studiano le colonie di formiche. In alcuni studi, i ricercatori lo hanno trovato presente in certe specie ma assente in altre, in particolare nelle popolazioni supercoloniali. Questo ha sollevato domande sulla sua necessità per l'organizzazione sociale. Ad esempio, la Formica paralugubris è stata identificata come poliginica anche se tutti i suoi lavoratori condividevano lo stesso genotipo M, dimostrando che strategie sociali diverse possono esistere senza la presenza del genotipo P.
Inoltre, l'assenza di genotipi P nelle popolazioni supercoloniali di Formica aquilonia e la variazione osservata nella presenza di genotipi tra altre specie affini hanno portato a speculazioni su quale ruolo questo tratto genetico possa avere nel comportamento sociale delle formiche.
Risultati della Ricerca
I risultati recenti indicano che la supercolonalità non è determinata dalla presenza del genotipo P. Questo mostra una chiara differenza tra quello che i ricercatori credevano precedentemente e quello che stanno attualmente scoprendo. I risultati indicano che, mentre il genotipo P è legato alla poliginia e alla diversità sociale, non è un requisito assoluto per stabilire la supercolonalità in alcune specie.
Gli studi suggeriscono una comprensione più ricca di come le forme sociali possono cambiare e adattarsi in risposta alle condizioni ambientali, ampliando i confini della nostra comprensione del comportamento delle formiche. I ricercatori hanno notato che le formiche sono incredibilmente adattabili e che le loro strutture sociali possono evolvere rapidamente, il che significa che la nostra comprensione di questi sistemi complessi continuerà a svilupparsi man mano che nuove informazioni verranno alla luce.
Implicazioni per la Ricerca Futura
La ricerca sulle strutture sociali delle formiche e sulla diversità genetica è ancora in corso e molte domande rimangono. Ad esempio, gli scienziati sono ansiosi di capire come i fattori ambientali influenzino l'organizzazione sociale delle colonie di formiche e se altri fattori genetici giochino un ruolo nel plasmare il loro comportamento.
Continuando a studiare questi affascinanti sistemi sociali, i ricercatori possono scoprire di più su come le formiche prosperano in vari habitat e come riescono ad essere così di successo come gruppo. Comprendere i meccanismi dietro i loro comportamenti sociali può anche fornire spunti su principi biologici più ampi che governano l'organizzazione sociale in altre specie, compresi gli esseri umani.
Con il progredire della ricerca, potremmo trovare più connessioni tra genetica e strutture sociali nelle formiche, il che potrebbe rimodellare la nostra comprensione dell'evoluzione del comportamento sociale in questi insetti straordinari.
In conclusione, lo studio delle formiche Formica e della loro organizzazione sociale mette in luce un intricato intreccio tra genetica, ambiente e comportamento. Apre nuove strade per l'esplorazione e la comprensione di come sistemi sociali complessi possano sorgere e prosperare in natura. Queste piccole creature continuano a fornire importanti spunti sulla natura della cooperazione e della vita sociale, che possono essere rilevanti in molti campi biologici.
Titolo: Unexpected absence of a multiple-queen supergene haplotype from supercolonial populations of Formica ants
Estratto: Ants exhibit many complex social organization strategies. One particularly elaborate strategy is supercoloniality, in which a colony consists of many interconnected nests (=polydomy) with many queens (=polygyny). In many species of Formica ants, an ancient queen number supergene determines whether a colony is monogyne (=headed by single queen) or polygyne. The presence of the rearranged P haplotype typically leads colonies to be polygyne. However, the presence and function of this supergene polymorphism have not been examined in supercolonial populations. Here, we use genomic data from species in the Formica rufa group to determine whether the P haplotype leads to supercoloniality. In a Formica paralugubris population, we find that nests are polygyne, despite the absence of the P haplotype in workers. We find spatial genetic ancestry patterns in nests consistent with supercolonial organization. Additionally, we find that the P haplotype is also absent in workers from supercolonial Formica aquilonia, and Formica aquilonia x polyctena hybrid populations, but is present in some Formica polyctena workers. We conclude that the P haplotype is not necessary for supercoloniality in the Formica rufa group, despite its longstanding association with non-supercolonial polygyny across the Formica genus.
Autori: Alan Brelsford, G. Lagunas-Robles, Z. Alam
Ultimo aggiornamento: 2024-09-19 00:00:00
Lingua: English
URL di origine: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.09.15.613148
Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.09.15.613148.full.pdf
Licenza: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
Modifiche: Questa sintesi è stata creata con l'assistenza di AI e potrebbe presentare delle imprecisioni. Per informazioni accurate, consultare i documenti originali collegati qui.
Si ringrazia biorxiv per l'utilizzo della sua interoperabilità ad accesso aperto.