Muurahaisten perimässä uusi supergeeni ja yllättävä evoluution käänne

Oulun yliopiston tutkimukset paljastavat muurahaisten sosiaalisen käyttäytymisen evoluutiosta yllättäviä piirteitä. Kaksi tuoretta tutkimusta osoittaa, että monikuningattarinen yhteiskunta voi syntyä erilaisista geneettisistä lähtökohdista – ja jopa säilyä, vaikka siihen aiemmin liitetty geenialue katoaa kokonaan.

Monet Suomessakin tutut muurahaiset voivat elää kahdella eri tavalla: yhteiskunnassa voi lisääntyä joko yksi kuningatar tai useita, jopa satoja kuningattaria. Tutkijat selvittivät muurahaisten sosiaalisen rakenteen geneettistä taustaa kahdessa suvussa, viholaisissa ja kekomuurahaisissa.

Ryppyviholaisena tunnetussa lajissa tutkijat löysivät kokonaan uuden, niin sanotun supergeenin eli laajan geenialueen tai -paketin, jossa useat sadat geenit periytyvät yhdessä. Tämä supergeeni vaikuttaa sekä kuningattaren kokoon että siihen, onko pesässä yksi vai useita kuningattaria. Supergeeni siis mahdollistaa sen, että sama geenialue voi säädellä sekä yksilön ominaisuuksia että koko muurahaisyhteiskunnan rakennetta.

Ryppyviholaisten pesät ovat usein metsässä maassa sammalmättään alla. Jos pesässä on vain yksi kuningatar, se tuottaa vuosittain kookkaita tyttäriä, jotka jaksavat lentää pois kotipesästä perustamaan oman yhteiskuntansa. Jos pesässä asustaa monta kuningatarta, ne ovat usein pienempiä ja jäävät kotipesäänsä lisääntymään.

Kekomuurahaiset taas rakentavat kaikille tuttuja muurahaiskekoja ja tupsukekomuurahaiset muodostavat Suomessa superkolonioita, joissa kymmenet keot voivat olla yhteydessä toisiinsa muurahaisten poluilla.

Kekomuurahaisia tutkiessaan tutkijat yllättyivät, sillä aiemmin monikuningattarisuuteen yhdistetty, evoluutioiältään vanha supergeeni oli kadonnut kahdelta kekomuurahaislajilta kokonaan, vaikka pesissä lisääntyy edelleen useita satoja kuningattaria. ”Hämmästelimme, miten useita kuningattaria voi edelleen olla, kun tämän mahdollistava supergeeni oli hävinnyt?” kuvaa tutkimusryhmän johtaja, yliopistolehtori Lumi Viljakainen. ”Samalla kuitenkin havaitsimme, että kaksi supergeenissä aiemmin sijainnutta yksittäistä geeniä olikin säilynyt ja siirtynyt perimässä toiseen kohtaan.” Niiden arvellaan edelleen vaikuttavan siihen, että samaan pesään voidaan hyväksyä useita lisääntyviä kuningattaria.

”Tulos kertoo, että evoluutio voi myös purkaa monimutkaisia ratkaisuja, kuten supergeenejä. Geenipaketti, joka on joskus ollut hyödyllinen, voi myöhemmin muuttua taakaksi esimerkiksi haitallisten mutaatioiden kertymisen takia”, Viljakainen sanoo. ”Tuloksemme osoittavat myös, että monimutkaiset sosiaaliset ominaisuudet voivat säilyä, vaikka niiden geneettinen perusta muuttuu. Evoluutio ei ole yksi suoraviivainen polku, ja se löytää usein erilaisia ratkaisuja samaan ilmiöön.”

Tutkimukset syventävät ymmärrystä sosiaalisen käyttäytymisen geneettisestä taustasta ja evoluutiosta. Samalla ne myös lisäävät ymmärrystä siitä, miten eliöt sopeutuvat ympäristöönsä ja miten monimutkaiset ominaisuudet syntyvät ja säilyvät luonnossa.

Tutkimusartikkelit julkaistiin marras- ja joulukuussa 2025:

Hanna Sigeman, Perttu Seppä, Philip A. Downing, Matthew T. Webster, Heikki Helanterä, Lumi Viljakainen, A Novel Supergene Controls Queen Size and Colony Social Organization in the Ant Myrmica ruginodis, Molecular Biology and Evolution, 2025.

Hanna Sigeman, Ina Satokangas, Matthieu de Lamarre, Patrick Krapf, Pierre Nouhaud, Riddhi Deshmukh, Heikki Helanterä, Michel Chapuisat, Jonna Kulmuni, Lumi Viljakainen, The loss of a supergene in obligately polygynous Formica wood ant species, Molecular Biology and Evolution, 2025.