geeniperheet

Darwinin muurahaiset

Ti, 05/14/2013 - 16:50 Markus Hotakainen

Filosofian maisteri Jonna Kulmunin väitöstyössä selvitettiin lajien syntymiseen liittyviä mekanismeja muurahaisella. Työssä havaittiin erikoinen ilmiö kahden muurahaislajin risteymän välillä: koiraiden ja naaraiden perimät eroavat toisistaan huomattavasti. Tämä rikkoo periytymisen perussääntöjä ja on hyvin harvinaista suvullisesti lisääntyvien lajien joukossa.

Eri-ikäisten koiraiden ja naaraiden vertailu osoitti sukupuolten välisten erojen syyksi sen, että luonnonvalinta toimii eri tavoin eri sukupuolissa. Naaraissa edulliset geenimuodot ovat haitallisia koiraissa. Tämä ainutlaatuinen ilmiö saa alkunsa kahden kekomuurahaislajin risteytymisestä.

Tällaiset muurahaiset ovat muutakin kuin luonnon kummallisuus. Ne kertovat myös geneettisistä eroista, jotka pitävät lajit erillään. Tutkimuksessa havaittiin, että lisääntymisesteenä toimivia perimän alueita on paljon niinkin läheisten lajien kuin tupsukekomuurahaisen ja kaljukekomuurahaisen välillä: ne ovat lajeina eronneet toisistaan noin 500 000 vuotta sitten.

Lajit pystyvät yhä risteytymään ja joissakin tapauksissa se voi jopa pysäyttää alkavan lajiutumisen. Toinen vaihtoehto on, että lajien välinen risteytyminen johtaa uuden lajin syntymiseen. Tämän ilmiön on viime aikoina huomattu synnyttäneen suuren osan nykyisistä lajeista.

Väitöstyössä tutkittiin myös geeniperheitä ja uusien geenien syntymistä. Geeniperheet ovat joukko samankaltaisia geenejä, joilla on yhteinen alkumuoto. Tutkimuksessa etsittiin hajuviestintään liittyviä geenejä seitsemän eri muurahaislajin perimästä.

Geenien havaittiin kahdentuneen ja niiden määrän kasvaneen useissa muurahaislajeissa. Luonnonvalinta on todennäköisesti suosinut hajuviestintään liittyvien geenien määrän kasvua muurahaisella. Geenimäärä kasvaa keskimäärin 45 prosenttia 100 miljoonassa vuodessa.

Proteiinimallien avulla havaittiin, että luonnonvalinta on erityisesti suosinut hajuaineita sitovien proteiinien varausvaihtelua. Pinnan varausvaihtelulla on todennäköisesti suora yhteys proteiinien toimintaan. Proteiinimallien käyttäminen evolutiivisissa tutkimuksissa on vielä vähäistä, mutta ilmeisen hyödyllistä, sillä sen avulla voidaan tunnistaa luonnonvalinnan kohteena olleet proteiinin ominaisuudet.

Filosofian maisteri Jonna Kulmunin väitöskirja Lajien väliset geneettiset erot ja näiden merkitys adaptaatiossa ja lajiutumisessa muurahaisella tarkastettiin Oulun yliopiston luonnontieteellisessä tiedekunnassa 10.5.2013.