Hanya beberapa milimeter panjangnya, badan lembut dan berjalurnya berjumlah ribuan. Walaupun di bawah mikroskop, lelaki dan perempuan hanya hampir tidak boleh dibezakan, tetapi Toshihisa Yashiro sudah mula dikira. Beratus-ratus anai-anai ke dalam banci, keraguan Yashiro akhirnya mula hilang-tidak ada seorang lelaki yang dijumpai.
Hari ini, dalam jurnal BMC Biology, pasukan penyelidikan Yashiro melaporkan penemuan jajahan anai-anai wanita yang berlaku secara alami di wilayah selatan Jepun, yang mewakili populasi anai-anai aseksual yang pertama dikenali di dunia.
Pada mulanya, sukar untuk mempercayai. "[Sama seperti] masyarakat jantina yang sama pada manusia, jajahan rayap biasanya mempunyai bilangan lelaki dan wanita yang sama, " jelas Yashiro, seorang ahli biologi di Universiti Sydney. "Kedua-dua lelaki dan perempuan bekerja sama untuk menjadikan fungsi masyarakat."
Semasa kerja lapangan di pantai Jepun, Yashiro dan rekan-rekannya terkejut tersandung beberapa populasi Glyptotermes kinajimai anai-anai yang muncul secara eksklusif betina. Satu-satunya cara untuk jajahan-jajahan ini untuk mengekalkan diri mereka adalah melalui pembiakan aseksual, tetapi beban bukti Yashiro adalah sangat besar. Untuk menguji teori ini, dia perlu bersungguh-sungguh menolak kehadiran lelaki di koloni beribu-ribu serangga.
Jadi Yashiro dan pasukannya mula mengira. Sepanjang setahun setengah, para penyelidik membintangi beribu-ribu anai-anai teeny dari sepuluh bidang yang merentang di tanah besar Jepun dan beberapa pulau bersebelahan. Ia tidak mengambil masa lama untuk perbezaan geografi muncul. Di Honshu, pulau terbesar dan paling ramai di Jepun, serta pulau-pulau di luar pantai Amami-Oshima, Okinawa dan Ogasawara, keseimbangan jantina lima puluh lima biasa. Tetapi pada Shikoku dan Kyushu-dua pulau kecil yang lebih kecil di Jepun-para dudes telah hilang.
Walaupun Yashiro dan rakannya memeriksa lebih daripada 100 individu dari setiap 74 koloni yang berbeza, mereka perlu memastikan. Nasib baik untuk para penyelidik, apabila seorang ratu anai-anai berjaya pasangannya, dia menanggung lencana untuk hidup dalam bentuk kantong sperma. Apabila pasukan mengunci troli harta karun kecil ini, mereka mendapati bahawa walaupun koloni seks campuran diketuai oleh permaisuri dengan air mani untuk ganti, raja-raja wanita klan semua wanita hanya membawa tangki kosong.
Ratu anai-anai matang yang dikelilingi oleh pekerja dan askar. (CSIRO / CC BY 3.0) Untuk mengesahkan pembiakan aseksual, para penyelidik bertukar untuk memeriksa telur-beratus-ratus mereka. Walaupun hampir separuh dari telur dari populasi bercampur-campur telah disemai, tidak ada satu telur yang disenyawakan dari koloni semua perempuan. Walaupun begitu, telur dalam kedua-dua populasi menetas pada kadar yang sama. Kawasan paling selatan di daratan Jepun muncul untuk menyokong hanya rayap dungu yang tidak tercemar-dan mereka berkembang maju.
Rebeca Rosengaus, seorang ahli sosiobiologi serangga dan ahli perilaku tingkah laku di Universiti Northeastern yang tidak bergabung dengan kajian itu, mengatakan dia "kagum, " memuji kerja sebagai "teliti" dan "sangat komprehensif." "Tidak ada kajian pada masa lalu [ penghapusan lengkap lelaki, "tambahnya. "Itu benar-benar baru dan menarik."
Termite tidak pernah menjadi romantis (dengan kecenderungan kayu mereka, mereka boleh dikatakan sebagai homewreckers alam semula jadi). Tetapi sebenarnya, kebanyakan rayap adalah monogami. Apabila lelaki dan wanita mencapai kematangan seksual, mereka memulakan penerbangan keluarga untuk mencari harta tanah yang sesuai untuk keluarga masa depan mereka, hanya menunaikan kesatuan apabila mengambil kediaman di tempat baru mereka. Di sini, raja dan ratu yang baru diurapi akan membiakkan tentera pekerja dan kerabat masa depan, yang diatur dalam kasta yang serupa dengan yang dilihat di lebah.
Walaupun struktur sosial rayap dan lebah menimbulkan beberapa persamaan yang menakjubkan, kedua keturunan itu secara evolusioner jauh. Termite (yang secara teknis adalah jenis kecoa) nampaknya telah mengembangkan kecenderungan monarki mereka secara bebas, dan perbezaan tambahan wujud di antara spesies juga. Contohnya, rayap menggunakan kedua-dua tentera lelaki dan perempuan, manakala keseluruhan tenaga kerja dalam sarang lebah adalah perempuan-legiun kakak perempuan yang berkhidmat di bawah ratu yang sibuk dengan dasarnya tidak ada input dari beberapa, lelaki yang tidak kenal lelah.
Komuniti wanita yang memihak kepada wanita ini difasilitasi oleh cara yang luar biasa bahawa lebah dikenali untuk membiak secara seksual. Tidak seperti manusia (dan kebanyakan anai-anai), yang mewarisi gen dari setiap ibu bapa yang menghasilkan XX wanita dan lelaki XY, lebah dapat menetas dari kedua telur yang disenyawakan dan telur yang tidak disenyawakan. Keturunan dari telur yang tidak diserap hanya menerima kromosom dari ibu mereka, menjadikan pasangan XO dengan setengah kromosom sebagai pasangan wanita mereka. Jadi, dalam kebanyakan lebah, betina hanya boleh menetas dari telur yang disenyawakan, dan semua telur yang disenyawakan menetas wanita, yang memerlukan masukan lelaki secara literal untuk mengekalkan spesies.
Walau bagaimanapun, beberapa keturunan lebah telah dikenalpasti pada tahun-tahun kebelakangan ini bahawa wanita menetas dari telur yang tidak disenyawakan dengan menggandakan kromosom ibu. Suis mudah ini boleh mempunyai akibat yang kuat, kerana wanita kini melahirkan wanita tanpa keperluan untuk memburu sperma, yang membolehkan sesetengah populasi lebah menghasilkan semula tanpa lelaki. Rasanya rayap, boleh melibatkan diri dalam pembiakan semula sperma yang sama-tetapi tidak seperti di sarang lebah, koloni anai-anai yang menghilangkan lelaki dapat sepenuhnya meninggikan struktur sosial yang sudah ada sebelumnya.
"[Ini] dramatik bahawa ... lelaki tidak penting untuk penyelenggaraan masyarakat haiwan di mana mereka sebelum ini memainkan peranan sosial yang aktif, " kata Yashiro. Dan, seperti ahli entomologi Washington State University Laura Lavine menegaskan, kita tidak sama sekali tidak dikenali dengan anai-anai. Kenapa ia mengambil begitu lama untuk mencari kayu yang mengganas Amazon dari dunia serangga?
Beberapa koloni rayap liar telah diperhatikan semula sebagai asexually sebelum ini, tetapi tingkah laku ini dalam koloni seks bercampur dianggap untuk membantu mencegah pembiakan antara raja-raja yang subur dan anak-anak mereka sendiri. Ratu-ratu ini mempunyai keupayaan untuk menetas telur-telur yang belum dibuahkan menjadi permaisuri baru, tetapi pada akhir hari, kebanyakan anai-anai tetap menjadi penyiksa cuaca yang adil. Mengikut susunan seksual, para permaisuri pada umumnya menyertai semula raja-raja mereka.
Hakikat bahawa kebanyakan anai-anai belum beralih ke kesucian mungkin disebabkan oleh kelebihan evolusi pembiakan seksual. Kerana ternyata, seks berguna untuk mengekalkan kesihatan koloni. Mencampurkan gen kedua-dua ibu bapa menjana kepelbagaian dalam populasi, yang berguna apabila keadaan melampau menyerang, seperti penyakit atau perubahan persekitaran.
Termites terburu-buru ke kawasan yang rosak sarang untuk membaiki lubang. (Jabatan Pertanian AS / Scott Bauer) Jadi kenapa semua kaum perempuan berubah sama sekali? Untuk meneka jawapan itu, Yashiro dan rakan-rakannya mengetepikan rayap aneksual dan seksual kepala-ke-kepala-secara harfiah. Apabila mereka mengukur anai-anai tentara dari koloni semua wanita dan bercampur-campur, para penyelidik mendapati bahawa, yang mengejutkan, mereka yang berada di koloni wanita hanya kelihatan lebih sama. Tetapi dalam kes ini, keseragaman tidak semestinya sesuatu yang buruk.
Dengan badan mereka yang tidak bersahaja, rayap tidak dibina untuk serangan. Sebaliknya, apabila koloni sedang diserang, mod pembelaan utama serangga sering melibatkan memasang pintu masuk ke sarang mereka dengan kepala mereka sendiri. Pelbagai saiz kepala sebenarnya boleh menjadi beban daripada kebaikan, yang bermaksud kehilangan lelaki mungkin sebenarnya memberi kuasa kepada para pejuang wanita untuk bertahan dalam serangan.
Kerana kepelbagaian memberikan perlindungan kritikal dalam menghadapi jangkitan mikrob, Rosengaus berkata, ia akan menjadi penting untuk kerja masa depan untuk melihat bagaimana kumpulan-kumpulan yang berlainan ini menjadi penyakit. Adalah mungkin bahawa koloni semua wanita yang aseksual hanya terselamat di Shikoku dan Kyushu kerana kawasan ini tidak seperti patogen rayap, menambah Lavine, yang tidak terlibat dalam penyelidikan baru-tetapi teori ini masih belum diuji.
Mengapa koloni berpecah kepada komuniti seksual dan seksual di tempat pertama adalah tekaan sesiapa. Berdasarkan keterangan genetik, Yashiro dan pasukannya mengetengahkan kekacauan dalam keturunan rayap pada kira-kira 14 juta tahun yang lalu. Tetapi kerana kedua-dua populasi masih wujud bersebelahan, "kami mungkin menyaksikan evolusi dalam tindakan, " kata Rosengaus.
Kerana kumpulan-kumpulan koloni ini dipisahkan secara geografi, mereka mungkin tidak lagi bercampur-campur-dan bahkan mungkin bahawa spesies baru yang sepenuhnya terdiri dari wanita tunggal dapat muncul di masa depan.
Buat masa ini, kedua-dua populasi masih secara teknikal dalam spesies yang sama, tetapi penemuan ini mungkin tidak akan menjadi yang terakhir. Spesies betina dari seluruh kerajaan haiwan telah menghasilkan cara pintar untuk pergi sendiri. Jahitan mungkin dikenali untuk makan tengah hari di kayu-tetapi selamat untuk mengatakan bahawa tidak semua wanita memerlukan kayu.
