В журнале Current Biology команда представляет новое дерево, показывающее взаимосвязь между семейством и подсемейством термитов. Важно отметить, что им удалось правильно определить подсемейство термитов, которое до сих пор сбивало с толку исследователей.
Путем всестороннего анализа последовательностей РНК термитов команда теперь определила правильное положение термитов в семействе Termitidae.
Termitidae составляют около 80% видов термитов и играют важную роль в качестве разложителей. Это связано с тем, что, в отличие от других семейств, многие термиты переместили свой источник пищи с древесины на почву и разлагающуюся растительную материю – важное изменение в рационе, которое произошло, когда они потеряли симбионтов кишечника простейших, обнаруженных во всех других семействах термитов.
Эта потеря, возможно, была вызвана новыми отношениями с грибами и бактериями, которые термитиды культивируют извне в сложных губчатых структурах, называемых гребнями.
Sphaerotermitinae – одно из таких подсемейств, строящих гребешки. И хотя раньше их было трудно разместить, анализ РНК подтвердил, что они, на самом деле, являются сестрой гриба, произрастающего в подсемействе Macrotermitinae – внутри семейства Termitidae.
Обе подсемейства строят соты внутри своих гнезд, и новое генеалогическое древо объясняет, как развивалось это поведение.
«Выращивание грибков и бактерий в сотах – своеобразный способ сохранить пищу», – объясняет доктор.
Эльš Бу?ek, научный сотрудник отдела эволюционной геномики OIST. "Ранее считалось, что построение гребней приводит к потере симбионтов кишечника простейших у термитид. Но новое генеалогическое древо предполагает, что гребешки появились у предков Sphaerotermitinae и Macrotermitinae, а не у всего семейства Termitidae."
"Поэтому кажется вероятным, что ассоциации с новыми кишечными бактериями привели к потере старых симбионтов."
Переосмысление генеалогического древа термитов
Когда исследователи строят генеалогическое древо или филогенез, они могут делать это, используя разные гены.
Глядя на различия в генах между видами, они могут понять, насколько тесно связаны эти виды. Часто исследователи конструируют филогенез, используя единственный ген. Однако это может дать неточную картину взаимоотношений между видами – и может неправильно их разместить.
Вместо того, чтобы полагаться на один ген, команда OIST использовала до 4065 генов от каждого вида термитов для построения филогении.
Это дает более надежную картину того, как разные виды связаны между собой. Они включали 55 видов термитов со всего мира, представляющих все основные родословные.
Это дерево указывало на то, что Sphaerotermitinae на самом деле является сестрой сотворения Macrotermitinae, хорошо изученного подсемейства термитов. Обе сестры строят соты, хотя только у Macrotermitinae это связано с выращиванием грибов для еды. Между тем гребни Sphaerotermitinae, по-видимому, содержат бактерии, хотя их виды еще не идентифицированы.
Однако команда может сказать, что строение сот возникло только однажды, через несколько миллионов лет после потери кишечных симбионтов у предков всех термитид.
Помимо объяснения эволюционных процессов, новое генеалогическое древо улучшает наше понимание экологии термитов. Это, в свою очередь, полезно для разработки стратегий борьбы с вредителями и инженерии экосистем. Однако для Отдела эволюционной геномики следующим шагом будет дальнейшее исследование Sphaerotermitinae.
Теперь, когда подсемейство правильно размещено на дереве, они теперь анализируют его кишечные бактерии – и все, что находится в его замысловатых гребнях.