นักวิทยาศาสตร์ค้นพบว่าอาณานิคมของปลวกตัวเมียทั้งหมดมีอยู่ได้อย่างไร
ทีมนักวิทยาศาสตร์นานาชาติกล่าวว่า
ปลวกเพศเมียทั้งหมดจากประเทศญี่ปุ่นเป็นผลมาจากการผสมพันธุ์โดยไม่ได้ตั้งใจ และธรรมชาติที่แข็งแกร่งของพวกมันทำให้พวกมันเป็นภัยคุกคามต่อระบบนิเวศ
บทความใหม่ ที่ ตีพิมพ์ใน Proceedings of the National Academy of Sciences อธิบายถึงการมีอยู่ของปลวกตัวเมียทั้งหมดในญี่ปุ่นอย่างน่าประหลาดใจ อาณานิคมเหล่านี้ ซึ่งเป็นปลวกเพศเมียเพียงชนิดเดียวที่รู้กันว่ามีอยู่จริง มีแนวโน้มว่าจะมีขึ้นในศตวรรษก่อน อันเป็นผลมาจากเชื้อสายหนึ่งผสมพันธุ์กับอีกสายพันธุ์หนึ่ง ตามการศึกษานี้ นำโดยนาธาน โล นักกีฏวิทยาจากมหาวิทยาลัยซิดนีย์ในออสเตรเลีย ปลวกเหล่านี้อาจเป็นข่าวร้าย เนื่องจากสามารถทำลายประชากรพื้นเมืองของกล้ามเนื้อและแพร่กระจายไปยังส่วนอื่นๆ ของโลกได้
“เรามีปลวกที่สร้างความเสียหายจำนวนมากที่นี่ [ในออสเตรเลีย] แล้ว อย่างไรก็ตาม การศึกษาของเราเน้นให้เห็นถึงความสำคัญของการทำให้แน่ใจว่าปลวกจากต่างประเทศจะไม่ได้รับอนุญาตให้สร้างตัวเอง” โลกล่าวในการแถลงข่าวของ มหาวิทยาลัยซิดนีย์ “ถ้าจะผสมพันธุ์กับปลวกในท้องถิ่นของเรา ก็อาจนำไปสู่สายเลือดที่น่ารังเกียจยิ่งขึ้นสำหรับเจ้าของบ้านที่ต้องรับมือ”
แท้จริงแล้วลูกผสมเพศหญิงทั้งหมดดูเหมือนจะแข็งแกร่งกว่ารุ่นที่ไม่ใช่ลูกผสม ยิ่งกว่านั้น ตัวเมียจะโคลนตัวเอง ดังนั้นพวกมันจึงไม่ต้องการให้กำเนิดผู้ชาย ดังนั้นอาณานิคมที่ไม่อาศัยเพศเหล่านี้จึงสามารถเติบโตได้ในอัตราสองเท่าของจำนวนประชากรทางเพศ เนื่องจากจำเป็นต้องมีสตรีเพียงคนเดียวในการสืบพันธุ์ การปรากฏตัวของอาณานิคมหญิงล้วนเหล่านี้แสดงให้เห็นว่าผู้ชายไม่จำเป็นต้องรักษาสังคมสัตว์ที่ซับซ้อนเสมอไป การค้นพบที่น่าสนใจคือ
ทีมนักวิจัยกลุ่มเดียวกัน นี้ อธิบายปลวกที่อาศัยอยู่ในป่าไม้แห้งเหล่านี้ครั้งแรกในปี 2018 พวกมันอยู่ในสายพันธุ์Glyptotermes nakajimaiและ สามารถพบได้ในพื้นที่ทางตอนใต้ของญี่ปุ่นแผ่นดินใหญ่และบนเกาะทางตอนใต้
ปลวกมักมีส่วนร่วมในการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศซึ่งต้องใช้เซลล์สืบพันธุ์ทั้งตัวผู้และตัวเมีย (เซลล์เพศ) เพื่อผลิตลูกหลาน การสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศเปิดใช้งานโดย parthenogenesis ซึ่งตัวอ่อนปรากฏขึ้นเองตามธรรมชาติในเซลล์ไข่ที่ไม่ได้รับการปฏิสนธิ ผึ้งและมดบางชนิดอาศัยอยู่ในอาณานิคมของเพศหญิงทั้งหมด แต่ก็ยังต้องการตัวผู้ในการสืบพันธุ์ ปลวกลูกผสมจากประเทศญี่ปุ่นมีความพิเศษตรงที่ตัวผู้จะขาดหายไป
จุดประสงค์ของการศึกษาครั้งใหม่นี้คือเพื่อวิเคราะห์โครงสร้างทางพันธุกรรมของสปีชีส์โดยรวม เพื่อพิจารณาว่าบุคคลที่มีเพศสัมพันธ์หรือไม่มีเพศสัมพันธ์อาจมีความสัมพันธ์ซึ่งกันและกัน และศึกษาโครโมโซมของเพศชาย เป้าหมายสำคัญอีกประการหนึ่งคือการตรวจสอบสาเหตุของอาณานิคมที่ไม่อาศัยเพศและพิจารณาว่าการผสมข้ามพันธุ์เป็นสาเหตุที่แท้จริงหรือไม่ ด้วยเหตุนี้ ทีมวิจัยจึงได้ศึกษาอาณานิคมของปลวกไม้แห้งในเกาะต่างๆ ของญี่ปุ่น
การที่อาณานิคมของเพศหญิงทั้งหมดเป็นผลมาจากการผสมข้ามพันธุ์ดูเหมือนจะเป็นกรณีดังกล่าว เนื่องจากเป็นการดีที่สุดที่จะ "อธิบายผ่านการผสมพันธุ์แบบเฉพาะเจาะจงระหว่างเชื้อสายทางเพศที่มีจำนวนโครโมโซมต่างกัน" ตามที่ผู้เขียนเขียน นักวิทยาศาสตร์ตั้งสมมติฐานว่าตัวเมียจากอาณานิคมหนึ่งผสมพันธุ์กับตัวผู้จากอีกอาณานิคมหนึ่ง เรื่องนี้เกิดขึ้นเมื่อศตวรรษที่ผ่านมาเนื่องจากมีการลำเลียงเชื้อสายหนึ่งจากเกาะเล็กๆ ไปยังแผ่นดินใหญ่ของญี่ปุ่นโดยไม่รู้ตัว อาจเป็นโดยทางเรือ
การผสมข้ามพันธุ์มีแนวโน้มที่จะเป็นสิ่งที่ไม่ดี เนื่องจากอาจทำให้เกิดการกลายพันธุ์ที่ไม่ดีได้ อย่างไรก็ตาม ในที่นี้ การผสมพันธุ์ได้ส่งผลให้หน่อที่แข็งแรงและอาจมีปัญหาได้ ปลวกไม้แห้งที่ปรับตัวได้สูงไม่ต้องการความชื้นในการขุด ทำให้เป็นภัยคุกคามต่อระบบนิเวศน์ได้
การวิเคราะห์โครโมโซมนำไปสู่การค้นพบลักษณะทางพันธุกรรมที่แปลกประหลาดในหมู่เพศชาย: มีโครโมโซม 15 Y หรือ 15 X แทนที่จะเป็นโครโมโซม Y หรือ X เดียว นักวิทยาศาสตร์คาดการณ์ว่านี่เป็นการตอบสนองเชิงวิวัฒนาการต่อการผสมพันธุ์ ซึ่งพบได้บ่อยในปลวก
“ลูกหลานของปลวกสามารถสืบสานรังจากพ่อแม่ของพวกเขา ช่วยให้พวกเขาไม่ต้องลำบากในการเสี่ยงภัยจากโลกภายนอก การขุดเข้าไปในป่า และสร้างรังของมันเอง” โลอธิบาย “ปัญหาของการสืบทอดรังคือส่งผลให้เกิดการผสมพันธุ์ระหว่างพี่น้องสตรีกับพี่น้องและลูกหลานอาจผสมพันธุ์กับพ่อแม่ได้”
ดังนั้นโดยการพัฒนาโครโมโซม Y หลายโครโมโซม ปลวกเพศผู้มีความหลากหลายทางพันธุกรรมมากมาย ทำให้พี่น้องที่ใกล้ชิดสามารถผสมพันธุ์ได้โดยไม่มีผลกระทบทางพันธุกรรมที่เป็นอันตราย ตามรายงานจากรายงาน ที่กล่าวว่าความหลากหลายทางพันธุกรรมที่เพิ่มขึ้นนี้ดูเหมือนจะไม่มีผลต่อการปรากฏตัวของลูกผสมเพศหญิงทั้งหมด ตามที่นักวิทยาศาสตร์เขียนในการศึกษานี้: “ผลลัพธ์ของเราบ่งชี้ว่าการไม่มีเพศสัมพันธ์ทำให้ผู้หญิงสามารถแทนที่บทบาทสำคัญของผู้ชายได้”
นักกีฏวิทยาและนักอนุรักษ์จำเป็นต้องตื่นตัวต่ออาณานิคมหญิงล้วนเหล่านี้ ออสเตรเลียมีความอ่อนไหวเป็นพิเศษต่อสิ่งมีชีวิตที่รุกราน โดยต้องระมัดระวังเป็นพิเศษ อาณานิคมเหล่านี้ไม่มีความเสี่ยงในขณะนี้ แต่หวังว่ามันจะเป็นอย่างนั้น
