Hun zachte, deegachtige lichamen waren slechts enkele millimeters lang en genummerd in duizenden. Zelfs onder de microscoop waren de mannetjes en vrouwtjes nauwelijks te onderscheiden, maar Toshihisa Yashiro begon al te tellen. Honderden termieten in de volkstelling, Yashiro's twijfel begon eindelijk te verdwijnen - er was geen enkele man te vinden.
Vandaag rapporteert het onderzoeksteam van Yashiro in het tijdschrift BMC Biology de ontdekking van natuurlijk voorkomende, volledig vrouwelijke termietkolonies in de zuidelijke regio's van Japan, die de eerste bekende aseksuele termietenpopulaties ter wereld vertegenwoordigen.
In het begin was het moeilijk te geloven. "[Net als] gendergelijke samenlevingen bij mensen, hebben termietkolonies gewoonlijk een gelijk aantal mannen en vrouwen, " legt Yashiro uit, een bioloog aan de Universiteit van Sydney. "Zowel mannen als vrouwen werken evenveel om de samenleving te laten functioneren."
Tijdens veldwerk aan de kust van Japan waren Yashiro en zijn collega's verrast om verschillende populaties van Glyptotermes nakajimai- termieten tegen te komen die uitsluitend vrouwelijk leken te zijn. De enige manier waarop deze kolonies zichzelf kunnen onderhouden is door aseksuele reproductie, maar Yashiro's bewijslast was enorm. Om deze theorie te testen, zou hij nauwgezet de aanwezigheid van mannetjes in kolonies van duizenden insecten moeten uitsluiten.
Dus Yashiro en zijn team begonnen te tellen. In de loop van anderhalf jaar sekseerden de onderzoekers duizenden teeny termieten uit tien veldlocaties die zich uitstrekten over het vasteland van Japan en verschillende aangrenzende eilanden. Het duurde niet lang voordat geografische verschillen naar voren kwamen. Op Honshu, het grootste en dichtstbevolkte eiland van Japan, evenals de offshore-eilanden Amami-Oshima, Okinawa en Ogasawara, was het typische genderevenwicht tussen de vijftig en vijftig intact. Maar op Shikoku en Kyushu - de kleinere twee van de vier belangrijkste eilanden van Japan - waren de kerels verdwenen.
Hoewel Yashiro en zijn collega's meer dan 100 individuen uit elk van 74 verschillende kolonies onderzochten, moesten ze zeker zijn. Gelukkig voor de onderzoekers, zodra een termietkoningin met succes paren, draagt ze die insigne voor het leven in de vorm van een kleine spermakapelzak. Toen het team deze kleine schatkamers vrijmaakte, ontdekten ze dat terwijl de kolonies van gemengd geslacht werden geleid door koninginnen met sperma om te sparen, de vrouwelijke vorsten van alleen vrouwelijke clans alleen lege tanks droegen.
Volwassen termietkoningin omringd door arbeiders en soldaten. (CSIRO / CC BY 3.0) Om aseksuele voortplanting verder te bevestigen, probeerden de onderzoekers eieren te onderzoeken - honderden van hen. Hoewel bijna de helft van de eieren van populaties van verschillende geslachten was geïnsemineerd, werd geen enkel bevrucht ei van een vrouwelijke kolonie gevonden. Desondanks kwamen de eieren in beide populaties ongeveer even snel uit. De meest zuidelijke regio's van het Japanse vasteland leken alleen ongecontacteerde maagdelijke termieten te ondersteunen - en ze floreerden.
Rebeca Rosengaus, een insecten-sociobiologe en gedragsecoloog aan de Northeastern University die niet bij de studie was aangesloten, zegt dat ze "onder de indruk" was en het werk prees als "grondig" en "zeer uitgebreid". "Geen studie in het verleden [heeft beschreven] een volledige eliminatie van mannen, "voegt ze eraan toe. "Dat is helemaal nieuw en opwindend."
Termieten zijn nog nooit bijzonder romantisch geweest (met hun hout-smoeiende neigingen zijn ze misschien wel de kleinste thuiswaters van de natuur). Maar in feite zijn de meeste termieten monogaam. Wanneer mannen en vrouwen geslachtsrijp worden, beginnen ze aan een huwelijksvlucht op zoek naar geschikt onroerend goed voor hun toekomstige gezin, waarbij ze de vakbond alleen voltrekken wanneer ze in hun nieuwe kwartier gaan wonen. Hier zal de nieuw gezalfde koning en koningin een leger van arbeiders en toekomstige vorsten fokken, gerangschikt in kasten vergelijkbaar met die gezien bij bijen.
Hoewel de sociale structuren van termieten en bijen opvallende overeenkomsten vertonen, zijn de twee lijnen evolutionair afstandelijk. Termieten (technisch gezien een soort kakkerlak) lijken hun monarchale neigingen onafhankelijk te hebben ontwikkeld, en er bestaan ook extra verschillen tussen de soorten. Termieten hebben bijvoorbeeld zowel mannelijke als vrouwelijke soldaten in dienst, terwijl het gehele personeelsbestand in een bijenkorf vrouwelijk is - een legioen zusters die dienen onder een drukke koningin met in wezen geen inbreng van de weinige, steekloze mannen.
Deze gemeenschappen die de voorkeur geven aan vrouwen worden mogelijk gemaakt door de ongebruikelijke manier waarop bijen seksueel reproduceren. In tegenstelling tot menselijke (en de meeste termieten) nakomelingen, die genen erven van elke ouder die XX vrouwtjes en XY-mannetjes voortbrengt, kunnen bijen uit zowel bevruchte eieren als onbevruchte eieren komen. De nakomelingen van onbevruchte eieren ontvangen alleen chromosomen van hun moeder, waardoor XO-mannen met half zoveel chromosomen worden gemaakt als hun vrouwelijke tegenhangers. Dus bij de meeste bijen kunnen vrouwtjes alleen uit bevruchte eieren komen, en alle bevruchte eieren komen uit vrouwelijke, waarvoor letterlijke mannelijke input nodig is om de soort te ondersteunen.
De afgelopen jaren zijn er echter enkele bijenstammen geïdentificeerd die vrouwtjes uit onbevruchte eieren uitbroeden door de chromosomen van moeder te verdubbelen. Deze eenvoudige schakelaar kan krachtige gevolgen hebben, omdat vrouwen nu vrouwen verwekken zonder dat ze hoeven te zoeken naar sperma, waardoor sommige bijenpopulaties zich kunnen voortplanten zonder mannen. Termieten, zo lijkt het, kunnen een soortgelijke reproductie zonder sperma bewerkstelligen - maar anders dan in een bijenkorf, zou een termietenkolonie die mannen elimineerde de reeds bestaande sociale structuur volledig kunnen omverwerpen.
"[Het is] dramatisch dat ... mannetjes niet essentieel zijn voor het onderhoud van dierenverenigingen waarin ze eerder een actieve sociale rol speelden, " zegt Yashiro. En, zoals entomoloog Laura Lavine van de Washington State University opmerkt, we zijn niet bepaald vreemden voor termieten. Waarom heeft het zo lang geduurd om de houtterroristische Amazoniërs van de insectenwereld te lokaliseren?
Er zijn enkele wilde termietkolonies waargenomen die zich aseksueel voortplanten, maar men denkt dat dit gedrag in gemengde geslachtskolonies inteelt helpt voorkomen tussen de vruchtbare koningen en hun eigen nakomelingen. De koninginnen kunnen onbevruchte eieren uitbroeden tot nieuwe koninginnen, maar aan het einde van de dag blijven de meeste termieten ontuchters bij goed weer. In navolging van aseksualiteit voegen koninginnen zich meestal weer bij hun koningen.
Het feit dat de meeste termieten nog niet zijn overgegaan op kuisheid kan te wijten zijn aan een evolutionair voordeel van seksuele voortplanting. Het blijkt dat seks nuttig is voor het behoud van de gezondheid van een kolonie. Het mixen van de genen van beide ouders genereert diversiteit in een populatie, wat handig is wanneer extreme omstandigheden toeslaan, zoals ziekte of een verandering in omgeving.
Termieten rennen naar een beschadigd gebied van het nest om het gat te repareren. (Amerikaans ministerie van Landbouw / Scott Bauer) Dus waarom evolueerden alle vrouwelijke populaties? Om het antwoord te puzzelen, zetten Yashiro en zijn collega's de aseksuele en seksuele termieten tegenover elkaar - letterlijk. Bij het meten van de noggins van soldaattermieten uit de kolonies met alleen vrouwen en gemengde geslachten, ontdekten de onderzoekers, niet verwonderlijk, dat die in kolonies alleen voor vrouwen veel meer op elkaar leken. Maar in dit geval was uniformiteit niet noodzakelijk een slechte zaak.
Met hun relatief ongewapende lichamen zijn termieten niet gebouwd voor het offensief. In plaats daarvan, wanneer de kolonie wordt aangevallen, omvat de belangrijkste verdedigingswijze van het insect vaak de ingangen van hun nesten met hun eigen hoofden. Een verscheidenheid aan hoofdmaten kan eigenlijk een last zijn in plaats van een zegen, wat betekent dat het verlies van mannen deze vrouwelijke jagers mogelijk in staat heeft gesteld om een aanval te overleven.
Omdat diversiteit een kritische bescherming biedt tegen microbiële infecties, zegt Rosengaus dat het belangrijk is voor toekomstige werkzaamheden om te kijken hoe vatbaar deze verschillende groepen zijn voor ziekten. Het is mogelijk dat aseksuele, volledig vrouwelijke kolonies alleen in Shikoku en Kyushu hebben overleefd, omdat deze regio's niet zo vol zijn met termietpathogenen, voegt Lavine toe, die niet aan het nieuwe onderzoek heeft deelgenomen - maar deze theorie moet nog worden getest.
Waarom kolonies zich in de eerste plaats opsplitsen in aseksuele en seksuele gemeenschappen, is een gok. Op basis van genetisch bewijs, wijzen Yashiro en zijn team op de kloof in termietenstammen van ongeveer 14 miljoen jaar geleden. Maar omdat de twee populaties nog steeds naast elkaar bestaan, "zijn we misschien getuige van evolutie in actie", zegt Rosengaus.
Omdat deze groepen kolonies geografisch gescheiden zijn, vermengen ze zich waarschijnlijk niet langer - en het is zelfs mogelijk dat er in de toekomst een volledig nieuwe soort ontstaat die volledig uit alleenstaande dames bestaat.
Voor nu zijn de twee populaties technisch nog steeds in dezelfde soort, maar deze ontdekking zal waarschijnlijk niet de laatste in zijn soort zijn. Vrouwelijke soorten uit het hele dierenrijk hebben slimme manieren bedacht om het alleen te doen. Termieten staan erom bekend dat ze op hout lunchen, maar het is veilig om te zeggen dat niet alle vrouwen hout nodig hebben.
