Nhóm các nhà nghiên cứu Brazil và Texas đã khẳng định, loài kiến trồng nấm Mycocepurus smithii, là loài duy nhất trên thế giới chỉ bao gồm toàn các cá thể cái và tiến hành sinh sản hoàn toàn vô tính.
Hầu hết các loài côn trùng xã hội như mối, kiến, ong đều quen với sự vắng mặt của cá thể đực trong những hoạt động sống thường nhật. Những đàn côn trùng này được duy trì bởi hoạt động của bầy kiến cái không có khả năng sinh sản dưới sự chỉ huy của một con chúa đẻ trứng. Nhưng, nhìn chung tất cả các loài côn trùng xã hội đều có khả năng sinh ra cá thể đực, những cá thể này tiếp tục đi khắp nơi để thực hiện chức năng nhân giống bằng cách thụ tinh cho các con chúa.
Tuy nhiên, theo báo cáo của Christian Rabeling và Ulrich Mueller cùng các đồng nghiệp trên tờ PloS ONE mới đây, kiến chúa ở loài Mycocepurus smithii sinh sản mà không cần thụ thai và trong đàn không hề có sự hiện diện của bất kì con đực nào.
“Những động vật sinh sản hoàn toàn vô tính rất hiếm gặp trong tự nhiên, và chính điều này làm nên sự khác biệt của loài kiến mà chúng tôi nghiên cứu,” Rabeling, nhà nghiên cứu chuyên về sinh thái, tiến hóa và hành vi, cho biết. “Về dài hạn, các loài sinh sản vô tính không tái tổ hợp gen ở thế hệ con cái, do vậy dễ xảy ra các đột biến có hại tích lũy qua thời gian và khiến chúng đối mặt với nguy cơ tuyệt chủng nhanh chóng hơn các loài khác. Nhìn chung chúng không có khả năng duy trì nòi giống lâu dài qua thời gian tiến hóa.”
Các nghiên cứu trước đó về kiến Mycocepurus smithii tại Puerto Rico và Panama đã đưa ra dự đoán rằng rất có thể loài này sinh sản hoàn toàn vô tính. Cụ thể, nghiên cứu do Mueller và Anna Himler tiến hành đã chỉ ra rằng kiến chúa loài này sinh sản trong phòng thí nghiệm mà không cần tới sự thụ tinh của kiến đực.
| Kiến Mycocepurus smithii đang chăm sóc cho vườn nấm của chúng. Đây là những con kiến sinh sản hoàn toàn vô tính duy nhất được biết đến trên thế giới. (Ảnh: © Alex Wild) |
Tuy nhiên, năm 1960 các nhà khoa học lại tìm thấy những con đực của loài M. smithii tại Brazil. Nếu như thực sự có những cá thể đực tồn tại, thì chắc hẳn – ít nhất là đôi khi – loài kiến này cũng sinh sản hữu tính.
Rabeling đã phân tích những cá thể đực nghi vấn nói trên và phát hiện ra rằng chúng thuộc về một loài khác có họ hàng gần với M. smithii., loài này mang tên Mycocepurus obsoletus và sinh sản hữu tính. Do vậy, ông cùng nhóm nghiên cứu khẳng định rằng kiếm nấm Mycocepurus smithii hoàn toàn không tồn tại cá thể đực.
Ông cũng tiến hành giải phẫu cơ thể các con kiến chúa M. smithii lấy từ Brazil và phát hiện ra cơ quan chứa tinh trùng của chúng hoàn toàn trống rỗng.
Kết hợp với các nghiên cứu trước, Rabeling cùng đồng nghiệp đi tới kết luận rằng Mycocepurus smithii là loài sinh sản hoàn toàn vô tính, kể từ những đàn sống tại Bắc Mexico cho tới những đàn ở Trung Mỹ hay Brazil.
Về lịch sử tiến hóa, các nhà khoa học ước tính loài kiến này bắt đầu có mặt trên Trái đất từ 1 tới 2 triệu năm về trước. Như vậy, đây là một loài trẻ so với lịch sử phát triển 50 triệu năm của nhóm kiến trồng nấm.
Rabeling nói ông đang sử dụng các dấu ấn gen để nghiên cứu sự tiến hóa và phân loài của kiến trồng nấm, điều này sẽ giúp xác định được chính xác thời điểm ra đời và cơ chế gen của sinh sản vô tính trong tương lai.