Un estudio de termitas revela como los insectos " trabajadores" pueden haber surgido.Fuente: National Science FoundationLa investigación sobre por qué el temprano descendiente de termita permaneció de casa con sus padres, en vez de marcharse para crear sus propias colonias, podría proporcionar un eslabón perdido a la evolución de esterilidad entre insectos sociales
Aquí apreciamos un sodado de termita con sus mandíbulas abiertas, listo para el ataque y defensa.Fuente: National Science Foundation
Aquí en la imagen apreciamos a las termitas trabajadoras proteguidas por un soldado. Fuente: National Science Foundation.Las termitas constituyen los insectos mas organizados del mundo y viven en condiciones muy duras como son los desiertos.
La selección natural aboga por los pequeños cambios biológicos que ceden las posibilidades mayores de supervivencia y la reproducción acertada. Aún, aquel proceso no hace el cuadrado(la plaza) bien con la evolución de insectos sociales, en particular cuando sus colonias pueden tener más de un millón de miembros no reproductivos.
Un nuevo estudio de termitas puede tener la respuesta para una pregunta tan evolutiva, primero planteada por Carlos Darwin hace casi 150 años: ¿Cómo produce la selección natural el insecto "el trabajador" y el descendiente "de soldado" quien nunca se reproduce, encuentre a compañeros o comience sus propias colonias?
Al parecer, la respuesta es porque para el descendiente, no hay ningún lugar como la casa.
" Esta pregunta sobre la evolución de comportamiento social entre insectos realmente me ha cautivado, " dijo el investigador la Universidad de Maryland el biólogo evolutivo Barbara Thorne, que ha pasado casi 30 años persiguiendo la respuesta.
" Insectos sociales son sumamente acertados y dominantes en muchos hábitats diferentes en todo el mundo, aún no entendemos como esta prosperidad, pero la estructura de colonia compleja desarrollada. Es por qué estuve implicado en estos estudios cuando yo era un joven estudiante graduando. "
La investigación reciente de Thorne, financiada en parte por la Fundación de Ciencia Nacional (NSF), echa una teoría nueva que era más ventajoso para el temprano descendiente de termita de quedarse en casa y ayudar a sus padres que el riesgo tentativas peligrosas en la creación de colonias independientes lejos de la jerarquía donde ellos serían más susceptibles a depredadores. Los jóvenes de termita tenían la mejor oportunidad de asumir el trono reproductivo cuando sus padres fueron matados por vecinos.
" El incentivo para permanecer de casa con sus hermanos y hereda el estado de sus padres podría proporcionar un eslabón perdido a la evolución de esterilidad entre insectos sociales, " dijo Thorne.
Thorne y sus colegas Philip Johns y Ken Howard, tanto ahora en Bard College, como muchacho colegas del Maryland Nancy Breisch y Anahi Rivera, reuniones organizadas entre las colonias de estar junto sobre termitas Dampwood - las termitas de vida más primitivas con rasgos similares a antepasados supuestos - y también analizado los marcadores genéticos de las termitas.
La investigación de su equipo muestra que cuando dos familias de termita vecinas dentro del mismo tronco se encuentran, ellos luchan, a menudo conduciendo a las muertes de un o tanto a reyes de las familias como reinas.
Esto prepara el terreno para reyes "de subalterno" de reemplazo(suplente) y reinas para desarrollarse de o el descendiente de trabajador de las ambas colonias. En otras palabras, termitas estériles pueden hacerse nuevos productores cuando sus padres son matados, haciéndose los antepasados principales para la colonia.
Feromonas producidos por reyes sanos y reinas normalmente suprimen el desarrollo de gónada en clases "de ayudante", y cuando los reyes y reinas mueren, el pheromones desaparece o se disminuye. Por consiguiente, los levantamientos de supresión y no relacionado, "estéril", el descendiente de ayudante de ambas colonias son capaces de hacerse nuevo "reproductives" y asumir el trono.
" El asesinato de fundar a reyes y reinas puede haber llevado el descendiente de termita jóven a permanecer como trabajadores que se no reproducen en sus colonias de nacimiento, " dijo Thorne. Más bien que el riesgo tentativas peligrosas en la iniciación de colonias independientes fuera de la jerarquía, restante en casa pueden haberles dado una mejor oportunidad de hacerse nuevos productores.
También se resulta que cientos de rey y reina que funda pares simultáneamente colonizan el mismo árbol muerto, dando a los insectos la oportunidad mayor de encontrar y combatir a sus vecinos. Cuando los reyes y reinas son matados, termitas del sin relaciones las familias se unen y cooperan en un grupo más grande, más fuerte en el cual nuevas termitas reproductivas pueden surgir de o las filas de trabajador de las ambas colonias. Las termitas de las dos familias aún pueden interreproducirse.
Como estas colonias jóvenes son relativamente pequeñas, el descendiente - que permanece como los ayudantes en las jerarquías de sus padres - tienen una posibilidad razonable de heredar los recursos de la familia y hacerse termitas reproductivas.
" La colonia combinada también tiene una ventaja de tamaño en su siguiente batalla con un vecino, " dijo Thorne. " Así, ambos sin relaciones ventaja de familias después de encuentro de colonia. "
" Las hormigas, abejas y avispas también tienen colonias sumamente sociales con reinas y ayudantes estériles, pero ellos tienen un sistema insólito genético que complica el estudio de sus orígenes sociales, " dijo Thorne. " Las termitas tienen tanto reyes como reinas, y su organización de colonia es increíblemente convergente con las hormigas, abejas y avispas, aún ellos (termitas) desarrolladas completamente por separado y tener un sistema más normal genético. Las termitas no han recibido mucha atención de biólogos evolutivos, aún su caso puede revelar algunos principios fundamentales. "
La termita de vida primitiva destacada en la investigación, el género Zootermopsis, partes sociales, del desarrollo y características de hábitat con antepasados antiguos, y así sirve como un sistema modelo para dibujar inferencias en cuanto a como el comportamiento sumamente social se desarrollado en estos insectos hace 140 millones de años. Una vez que termitas primitivas tenían un incentivo para quedarse en casa en la jerarquía de sus padres debido a la posibilidad de herencia temprana "o acelerada", aquel comportamiento se hizo fijo y durante el tiempo evolutivo, la termita el comportamiento social pasó que por el biólogo de Harvard Eduardo la O. Wilson describe como " el punto de no retorno. "
" Estas conclusiones se manifiestan como factores ecológicos podrían haber promovido la evolución de organización social por acelerando y mejorando(procesando) las oportunidades de salud directas de descendiente de ayudante, dando la selección de familia de favoritismo relacionada menos crítica, " dijo Thorne.
Versión del NATIONAL SCIENCE FOUNDATION
In English:
Discovery
Termite Battles May Explain Evolution of Social Insects
Research on why early termite offspring remained home with their parents, instead of leaving to create their own colonies, could provide a missing link to the evolution of sterility among social insects
 A study of termites reveals how "worker" insects may have emerged. |
February 17, 2010
Natural selection argues for small biological changes that yield greater chances of survival and successful reproduction. Yet, that process does not square well with the evolution of social insects, particularly when their colonies can have over a million non-reproductive members.
A new study of termites may have the answer for such an evolutionary question, first posed by Charles Darwin nearly 150 years ago: How does natural selection produce insect "worker" and "soldier" offspring who never reproduce, find mates or start their own colonies?
Apparently, the answer is because for offspring, there is no place like home.
"This question about the evolution of social behavior among insects really intrigued me," said lead researcher and University of Maryland evolutionary biologist Barbara Thorne, who has spent nearly 30 years pursuing the answer.
"Social insects are extremely successful and dominant in many different habitats all over the world, yet we don't understand how this thriving but complex colony structure evolved. It's why I got involved in these studies when I was a young graduate student."
Thorne's recent research, funded in part by the National Science Foundation (NSF), puts forth a novel theory that it was more advantageous for early termite offspring to stay at home and help their parents than risk dangerous attempts at creating independent colonies away from the nest where they would be more susceptible to predators. The termite youngsters had the best opportunity to take over the reproductive throne when their parents were killed by neighbors.
"The incentive to remain home with their siblings and inherit their parents' estate could provide a missing link to the evolution of sterility among social insects," Thorne said.
Thorne and her colleagues Philip Johns and Ken Howard, both now at Bard College, and fellow Maryland colleagues Nancy Breisch and Anahi Rivera, staged meetings between colonies of neighboring Dampwood termites--the most primitive living termites with traits similar to hypothesized ancestors--and also analyzed the termites' genetic markers.
Her team's research shows that when two neighboring termite families within the same log meet, they battle, often leading to the deaths of one or both families' kings and queens.
This paves the way for replacement "junior" kings and queens to develop from either or both colonies' worker offspring. In other words, sterile termites can become reproducers when their parents are killed, becoming the main progenitors for the colony.
Pheromones produced by healthy kings and queens normally suppress gonad development in "helper" classes, and when the kings and queens die, the pheromones disappear or diminish. As a result, suppression lifts and nonrelated, "sterile," helper offspring from both colonies are able to become new "reproductives" and assume the throne.
"Assassination of founding kings and queens may have driven young termite offspring to remain as non-reproducing workers in their birth colonies," said Thorne. Rather than risk dangerous attempts at initiating independent colonies outside the nest, remaining at home may have given them a better opportunity to become reproducers.
It also turns out that hundreds of king and queen founding pairs simultaneously colonize the same dead tree, giving the insects greater opportunity to meet and battle their neighbors. When kings and queens are killed, termites from the unrelated families join forces and cooperate in a larger, stronger group in which new reproductive termites can emerge from either or both colonies' worker ranks. Termites from the two families may even interbreed.
Because these young colonies are relatively small, the offspring--that remain as helpers in their parents' nests--have a reasonable chance of inheriting the family's resources and becoming reproductive termites.
"The merged colony also has a size advantage in its next battle with a neighbor," Thorne said. "Thus, both unrelated families benefit following colony encounters."
"Ants, bees and wasps also have highly social colonies with queens and sterile helpers, but they have an unusual genetic system that complicates study of their social origins," Thorne said. "Termites have both kings and queens, and their colony organization is amazingly convergent with the ants, bees and wasps, yet they (termites) evolved completely independently and have a more normal genetic system. Termites haven't received a lot of attention from evolutionary biologists, yet their case may reveal some fundamental principles."
The primitive living termite featured in the research, genus Zootermopsis, shares social, developmental and habitat characteristics with ancient ancestors, and thus serves as a model system to draw inferences regarding how highly social behavior evolved in these insects 140 million years ago. Once primitive termites had an incentive to stay at home in their parents' nest due to the possibility of early or "accelerated" inheritance, that behavior became fixed and over evolutionary time, termite social behavior passed through what Harvard biologist Edward O. Wilson describes as the "point of no return."
"These findings demonstrate how ecological factors could have promoted the evolution of social organization by accelerating and enhancing direct fitness opportunities of helper offspring, rendering relatedness favoring kin selection less critical," Thorne said.
-- Bobbie Mixon, National Science Foundation, bmixon@nsf.gov
This Behind the Scenes article was provided to LiveScience in partnership with the National Science Foundation.
Investigators
Barbara Thorne
Nancy Breisch
Ken Howard
Philip Johns
Anahi Rivera
Related Institutions/Organizations
University of Maryland College Park
Bard College
Locations
Maryland
New York
Related Programs
Evolutionary Processes
#0414596 Intraspecific Interactions Among Dampwood Termite Colonies Nesting Within a Limited Resource: Implications for the Evolution of Eusociality in Isoptera
Guillermo Gonzalo Sánchez Achutegui
ayabaca@hotmail.com
ayabaca@gmail.com
ayabaca@yahoo.com
!!!!!!!!Que maravillosa es la naturaleza, las hormigas en la organización vertical de insectos mas exitosa en la Tierra!!!!!!!!
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