Keväällä 2018 Erin Krichilsky törmäsi hämmentävimpään mehiläiseen, jonka hän oli koskaan nähnyt.
Vaikka sen kasvojen oikealla puolella oli jykevä, jylhä leukalinja, jota reunustivat pikkuruiset hampaat – piirteet, jotka tavallisesti löytyvät naaraalta -, hyönteisen vasen puolisko oli varustettu uroksen hennoilla, siroilla piirteillä. Nopea vilkaisu mehiläisen muuhun vartaloon paljasti paljon samaa: oikealla puolella oli nainen, vasemmalla puolella mies. Oli kuin joku olisi halkaissut uros- ja naarasmehiläisen kahtia ja ommellut kummastakin puolet yhteen.
Katsellessaan mikroskoopilla neljä millimetriä pitkää hyönteistä Krichilsky – tuolloin tutkimusapulaisena Panamassa sijaitsevassa Smithsonian Tropical Research Institutessa (STRI) – tajusi löytäneensä jotakin erikoista. ”Se oli superhieno yksilö, joka ei ollut mitään sellaista, mitä olin tottunut näkemään”, hän muistelee. ”Se oli hyvin jännittävä päivä.”
Tämä salaperäinen hyönteinen, joka kuvattiin hiljattain Journal of Hymenoptera Research -lehdessä, oli äärimmäisen harvinainen gynandromorfi – eläin, joka on anatomisesti puoliksi uros ja puoliksi naaras – ensimmäinen koskaan tunnistettu laji Megalopta amoena, joka on Keski- ja Etelä-Amerikassa tavattava hikimehiläistyyppi.
Toisin kuin hermafrodiitit, jotka usein näyttävät ulkoisesti urokselta tai naaraalta, mutta joilla on molempien lisääntymiselimet, gynandromorfit ylpeilevät kokonaisilla kehoillaan, jotka ovat sukupuolisia mosaiikkeja. Koska nämä sukupuoleltaan jakautuneet yksilöt ovat luonnossa harvinaisia, niitä tunnetaan huonosti. Silti tutkijat ovat dokumentoineet gynandromorfisia olentoja perhosista ja äyriäisistä matelijoihin ja lintuihin – kaikki kirjaimellisesti vaihtelevin tuloksin.
Yksi toinen Megalopta gynandromorfinen on näyttäytynyt tiedemiehille aiemminkin: uros- ja naaraspuolinen hybridi läheisesti sukua olevasta hikimehiläislajista nimeltä Megalopta genalis, joka tunnistettiin vuonna 1999. Kahden vuosikymmenen aikana sen jälkeen STRI:n tutkijat ovat keränneet ja analysoineet kymmeniä tuhansia muita mehiläisiä löytämättä toista esimerkkiä, mikä tekee uudesta Megalopta amoena -yksilöstä tervetulleen lisänumeron, sanoo Krichilsky.
Ryhmä ei analysoinut mehiläisen geenejä vahvistaakseen sen gynandromorfisen aseman. Mutta hyönteisen epäsymmetrinen anatomia oli jonkinlainen vihje, sanoo tutkimuksen tekijä Adam Smith, biologi George Washingtonin yliopistosta.
Yleisesti ottaen mehiläiset, ampiaiset ja muurahaiset – jotka kuuluvat Hymenoptera-ryhmään – elävät matriarkaalisissa yhteisöissä, joissa naaraat ”tekevät kaikki ne asiat, jotka tekevät mehiläisistä mielenkiintoisia”, Smith sanoo. ”Ne keräävät siitepölyä, rakentavat pesiä ja huolehtivat lapsista.” Siksi evoluutio on varustanut nämä naiset ominaisuuksilla, jotka sopivat heidän loputtomaan työlistaansa: vahvat leuat, jotka pystyvät kaivautumaan puuhun, paksut, karvaiset takajalat, jotka pystyvät pyydystämään ja kuljettamaan siitepölyä, ja teräväkärkinen pistin puolustautumista varten.
Urokset sen sijaan ”eivät tee mitään muuta hyödyllistä kuin parittelevat”, Smith sanoo, ja niiden heikko ruumiinrakenne on sen mukainen.
Tutkijat eivät ole varmoja siitä, miten tämä outo mehiläinen on syntynyt, mutta samankaltaisilla hyönteisillä tehdyt tutkimukset saattavat antaa joitakin vihjeitä. Useita vuosia sitten toinen Sydneyn yliopiston mehiläisasiantuntijan Benjamin Oldroydin johtama tutkijaryhmä analysoi useiden hunajamehiläisten gynandromorfien geenejä ja havaitsi, että uros- ja naarashybridit olivat todennäköisesti seurausta kehityshäiriöstä.
Ihmisillä biologinen sukupuoli määräytyy kahden sukupuolikromosomin perusteella – yksi äidiltä ja yksi isältä. Kahden X:n periytyminen tuottaa naisen, kun taas X:n ja Y:n yhdistäminen luo miehen. Mutta mehiläiset toimivat hieman eri tavalla. Kaikista hedelmöittyneistä munista, jotka kantavat geneettistä materiaalia äidiltä ja isältä, kuoriutuu naarasmehiläisiä. Hedelmöittymättömistä munista voi kuitenkin syntyä jälkeläisiä: isättömiä uroksia, jotka kantavat äidiltään vain yhden kromosomipaketin, joka on puolet naaraiden kromosomipaketista. Sukupuoli määräytyy toisin sanoen mehiläisen soluissa olevan geneettisen informaation määrän mukaan.
Hyvin, hyvin harvinaisissa tapauksissa toinen siittiö voi hiipiä jo hedelmöittyneeseen munasoluun – tulevaan naaraaseen – ja alkaa kopioida itseään, Oldroyd kertoo. Näin syntyy kaksi epäsymmetristä sukulinjaa, jotka kumpikin asuttavat oman puoliskonsa kasvavasta alkiosta: toinen syntyy munasolun ja ensimmäisen siittiöiden liitosta, joka kehittyy naaraaksi, ja toinen, joka syntyy pelkästään toisesta, vapaana liikkuvasta spermasta. Koska tämä toinen siittiö ei koskaan yhdisty oman munasolunsa kanssa, sen linjan kromosomimäärä pysyy alhaisena, jolloin syntyy vain urossoluja.
Nämä kaksoishedelmöitystapahtumat näyttäisivät selittävän ainakin jotkin mehiläisten gynandromorfit, vaikka uros-naaras-hybridit muissa lajeissa voivat ilmetä muillakin tavoilla. Toinen selitys voisi olla se, että tyypillisen naarasalkion solu tekee virheen kopioidessaan itseään, jolloin syntyy yksi naarassolu ja yksi urossolu kahden naarassolun sijasta. Nämä uudet solut jakautuisivat sitten itsenäisesti, jolloin syntyisi kaksi sukupuolisesti erilaista linjaa.
Joko jompikumpi tai ei kumpikaan näistä skenaarioista on saattanut toteutua uudessa Megalopta-mehiläisessä, joka on sittemmin kuolematon STRI:n kokoelmissa. Ilman yksilön paloittelua ja sen genomin analysointia tutkijat eivät osaa sanoa.
Ennen Megalopta-mehiläisen kuolemaa Krichilsky ja hänen kollegansa päättivät kuitenkin tehdä toisenlaisen testin: seurata sen päivittäistä unijaksoa. Kun he laittoivat hyönteisen aktiivisuusmittariin, he huomasivat, että se heräsi hieman aikaisemmin etsimään ruokaa kuin lajilleen tyypilliset urokset ja naaraat.
Koska tutkittavana on vain yksi yksilö, tutkimusryhmä ei voi tehdä varmoja johtopäätöksiä tästä käyttäytymispiirteestä. ”Ehkä se on outo, koska se on gynandromorfi”, Smith sanoo. ”Tai sitten se on vain outo, koska se on outo.”
Siltikin ryhmän havainnot ovat merkittäviä jo pelkästään siksi, että ne sisältävät ylipäätään käyttäytymistietoja, sanoo Sydney Cameron, Illinois’n yliopiston Urbana-Champaignin yliopiston hyönteistutkija, joka ei ollut mukana tutkimuksessa. Useimmat gynandromorfit löydetään vasta sen jälkeen, kun ne ovat kuolleet ja joutuneet museoiden kokoelmiin, joten on mahdotonta tietää, miten ne elinaikanaan suunnistivat ympäristössään ja sosiaalisissa suhteissaan. Vaikka tämä yksilö ei Cameronin mukaan voi puhua kaikkien gynandromorfien puolesta, sen toiminta on mielenkiintoista dokumentoida.
Ehab Abouheif, McGillin yliopiston biologi, joka ei osallistunut tutkimukseen, korostaa, ettei gynandromorfeja pidä hylätä ”luonnonoikkuina”. Lajit voivat selviytyä ja säilyä vain, jos niiden populaatiot ovat monimuotoisia. Tässä valossa epätavalliset yksilöt eivät ole virheitä, jotka pitäisi kirjoittaa pois – ne ovat rehua sopeutumiselle.
Monet, elleivät useimmat, gynandromorfit ovat todennäköisesti hedelmättömiä, eivätkä luultavasti itse perusta uusia lajeja. Smithin mukaan kehitysmuutokset, jotka hämärtävät sukupuolten välisiä anatomisia rajoja, voivat silti ohjata evoluutiota muissa yhteyksissä. Esimerkiksi joillakin loismehiläisillä naaraat ovat menettäneet monia tavanomaisia piirteitä, jotka tekevät muista lajeista naisellisia, ja ne voivat näyttää melkeinpä uroksilta.
Tämmöinen sukupuolen sujuvuus ”tapahtuu luultavasti useammin kuin tiedämme” luonnossa, Krichilsky sanoo. ”On olemassa joitakin markkinarakoja, joita miehittää tyypillisemmin naaras tai uros. Ehkä voi miehittää jotain siltä väliltä, tai molempia – tai muuttua kokonaan uudeksi organismiksi.”
Epätavallisuudestaan huolimatta gynandromorfit ”ovat silti mehiläisiä, aivan kuten muutkin mehiläiset”, hän sanoo. ”Ja voimme oppia niistä paljon.”