Timantit ovat ikuisia, muurahaisten geenit eivät

Yli 150:n muurahaislajin genomit pitävät sisällään yhteensä n. 490 miljardia emäsparia eli geneettisen koodin pienintä yksikköä. Jos jokaista emäsparia merkitään kirjaimella (A, C, G, T) tekee tämä tulostettuna n. 16 miljoonaa liuskaa tekstiä. Mitä tästä tietomassasta saadaan irti? 

Yli 50 tutkijan 25 eri maasta muodostama GAGA-konsortio (Global Ant Genome Alliance, kansainvälinen muurahaisgenomitutkijoiden yhteenliittymä) julkaisi kesäkuussa 2025 jättimäisen tutkimuksen, jossa vertailtiin muurahaisten genomeja, eli kunkin lajin koko DNA-sekvenssejä. Paljaan DNA-sekvenssin lisäksi tutkimuksessa käytettiin myös dataa geenien toiminnasta ja vertailevaa aineistoa lajien elintavoista ja sukulaisuussuhteista. Tutkimuksessa sekvensoitu lajimäärä kattaa vain noin prosentin tunnetuista muurahaislajeista, mutta koska mukana oli muurahaisten elämänmuotojen ja ekologisten roolien koko kirjo, data mahdollistaa muurahaisten sosiaalisuuden evoluution genetiikan tutkimuksen ennennäkemättömällä syvyydellä. 

Tutkimus osoittaa, että työnjako kuningatarten ja työläisten välillä on vaikuttanut muurahaisten genomeihin hyvin voimakkaasti. Geenit, jotka säätelevät tätä työnjakoa, ovat säilyneet organisaatioltaan ja säätelyverkostoiltaan suhteellisen muuttumattomina, vaikka muurahaiset ovat 150 miljoonan vuoden evoluutionsa aikana monimuotoistuneet valtavasti. 

Toisaalta tutkimus kertoo myös, että geenit eivät ole ikuisia ja pysyviä, vaan genomi on muuttuva kokonaisuus. Sen lisäksi, että geenien toiminta on dynaamista ja säädeltyä, geenejä myös syntyy ja kuolee. Genomien vertailu nykyään elävien muurahaislajien välillä paljastaa, että etenkin geeniryhmiin, joiden toiminta liittyy kemialliseen kommunikaatioon, ruokavalioon ja metaboliaan on syntynyt suuria määriä uusia geenejä ekologisen monimuotoistumisen myötä. Tämä heijastaa sosiaalisuuden keskeistä roolia muurahaisten elämässä ja muurahaisten huomattavaa diversiteettiä ravinnonhankinnassaan. 

Tutkimus on tietenkin myös osoitus yhteistyön voimasta. Yhteistyön evoluutiosta kiinnostuneena biologina minulle on selvää, että toimivan yhteistyön takaavat yhteinen päämäärä ja tehokas työnjako. Tässä tutkimuksessa keskeisiä olivat tietysti moderni DNA-sekvensointiteknologia ja geenisekvenssien massiivinen laskennallinen analyysi, mutta työ ei olisi ollut mahdollinen ilman suurta joukkoa tutkijoita, jotka tuntevat muurahaislajiston ja niiden elintavat, ja ymmärtävät evoluutioprosessit, joiden valossa tulokset tulkitaan. Muurahaistutkijoiden yhteisössä jo yli 20 vuotta toimineena sekoitus kuulostaa minulle hyvin tutulta: biologinen tutkimus etenee hedelmällisesti siellä, missä teknologinen ja teoreettinen osaaminen yhdistyvät ymmärrykseen ja intohimoiseen uteliaisuuteen lajeista niiden luonnollisessa elinympäristössä. Labrabiologit, koodaajat ja murkkunörtit täydentävät toisiaan. 

Tutkimusartikkeli julkaistiin Cell-lehdessä (https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(25)00617-8#mmc1). Työtä johdettiin Kööpenhaminan, Münsterin ja Zhejiangin yliopistoista. Ötökkäakatemialaisista mukana olivat GAGA-konsortion jäseninä Lumi Viljakainen ja Heikki Helanterä. 

Teksti: Heikki Helanterä
 

Aiheesta lisää (englanniksi): 

https://www1.bio.ku.dk/english/news/2025/the-genomic-organization-of-superorganismal-ant-colonies

https://www.eurekalert.org/news-releases/1087540

https://www.uni-muenster.de/news/view.php?cmdid=14797&lang=en