Bakterie Blochmannia a členové diverzifikovaného kmenu mravenců Camponotini vytvořili symbiotický vztah. Tato symbióza se uskutečnila už asi před 51 miliony let, kdy mravenci získali bakterii pravděpodobně od hemipterního hmyzu – tam sahají fylogenetické důkazy.

Endosymbióza (endo = uvnitř), protože bakterie žije uvnitř buněk mravenců. Obligátní proto, že jeden bez druhého nedokáží přežít a vytvořit novou generaci. Výzkumný tým zajímalo, jak se tyto dva organismy dostávají do symbiózy. Tým se zaměřil na vývoj embrya mravenců, na geny, které regulují zárodečnou linii (materiál, v kterém se nachází genetická informace, která se dědí z generace na generaci). Zjistili, že bakterie zárodečnou linii naprosto obklopují. Místo toho, aby se zárodeční linie nacházela jen na jednom místě, u mravenců se vytváří čtyři.

Navrhované kroky při vzniku a zpracování vývojové integrace mezi Blochmannia a Camponotini. Zdroj:
b) Předpokládané kroky při vzniku a zpracování vývojové integrace mezi Blochmannia a Camponotini. Zdroj: https://www.nature.com/articles/s41586-020-2653-6

Překvapivé bylo, že hox geny, které určují uspořádání těla a obvykle se objevují později ve vývoji embryí (u členovců abdA pro zadečkové články a Ubx pro hrudní články), se zde objevily velmi brzy a lokalizovaly se na stejných čtyřech místech jako geny zárodečné linie. Lokalizace těchto genů ve 4 různých oblastech vytváří systém souřadnic v mravenčím embryu, kde každý plní jinou funkci pro integraci bakterií.

Zjistili, že ke sloučení druhů dochází v několika krocích (obr. výše). Od embryí, kde byly zárodečné geny lokalizovány pouze na jednom místě v jedné zárodečné linii (jako u jiného hmyzu), až byly nakonec zárodečné i hoxové geny umístěny ve čtyřech liniích. Velkým překvapením však bylo, že embrya měla dvě lokalizace těchto genů, která se vyvinula už před fúzí dvou druhů. Tyto dvě lokace genů pak bakterie dokázaly využít k provedení radikálních změn ve vývoji embryí a integraci obou druhů – Blochmannia a zástupce Camponotini – v jeden.


Zdoj: phys.org
Citovaná publikace: https://www.nature.com/articles/s41586-020-2653-6
Titulní fotografie: unsplash, Saurabh Garg