2018 tavaszán Erin Krichilsky belebotlott a legzavarbaejtőbb méhbe, amelyet valaha látott.
Míg az arcának jobb oldala vaskos, masszív, apró fogakkal szegélyezett állkapocsvonallal rendelkezett – ezek a jellemzők általában egy nőstényen találhatók -, addig a rovar bögréjének bal fele a hím finom, szálkás vonásait mutatta. A méh többi testrészének gyors átfutása ugyanezt mutatta: a jobb oldalon nőstény, a bal oldalon férfi. Olyan volt, mintha valaki kettévágott volna egy hím és egy nőstény méhet, és mindkettőnek a felét összevarrta volna.
A 4 milliméter hosszú rovart a mikroszkópba nézve Krichilsky – aki akkor a panamai Smithsonian Tropical Research Institute (STRI) kutatóasszisztense volt – rájött, hogy valami rendkívüli dolgot talált. “Ez egy szupermenő egyed volt, amely egyáltalán nem hasonlított arra, amit eddig láttam” – emlékszik vissza. “Nagyon izgalmas nap volt.”
A Journal of Hymenoptera Research című folyóiratban nemrég leírt titokzatos rovar egy rendkívül ritka gynandromorf – olyan állat, amely anatómiailag félig hím, félig nőstény – volt, az első, amelyet a Megalopta amoena fajban, a Közép- és Dél-Amerikában megtalálható izzasztó méhfajban azonosítottak.
A hermafroditákkal ellentétben, amelyek külsőleg gyakran hímnek vagy nősténynek tűnnek, de mindkét nemi szervükkel rendelkeznek, a gynandromorfok egész teste nemi mozaik. A természetben való ritkaságuk miatt ezek a nemileg megosztott egyedek kevéssé ismertek. A kutatók mégis dokumentálták a gynandromorfokat a lepkéktől és rákféléktől kezdve a hüllőkön át a madarakig – szó szerint vegyes eredményekkel.
Egy másik Megalopta gynandromorf már korábban is megmutatta magát a tudósoknak: egy hím-nőstény hibrid egy Megalopta genalis nevű, közeli rokon izzasztó méhfajban, amelyet 1999-ben azonosítottak. Az azóta eltelt két évtizedben az STRI kutatói több tízezer más méhfélét gyűjtöttek össze és elemeztek, anélkül, hogy egy második példányt is felfedeztek volna, így az új Megalopta amoena példány nemrégiben történt és véletlenszerű felbukkanása Krichilsky szerint üdvözlendő ráadásnak számít.
A csapat nem elemezte a méh génjeit, hogy megerősítse a gynandromorf státuszát. De a rovar aszimmetrikus anatómiája eléggé árulkodó volt, mondja Adam Smith, a tanulmány szerzője, a George Washington Egyetem biológusa.
A méhek, darazsak és hangyák – amelyek a Hymenopterák csoportjába tartoznak – általában matriarchális társadalmakban élnek, ahol a nőstények “minden olyan dolgot csinálnak, ami a méheket érdekessé teszi”, mondja Smith. “Ők gyűjtik a virágport, fészket építenek, gondoskodnak a kölykökről”. Ezért az evolúció olyan tulajdonságokkal ruházta fel ezeket a hölgyeket, amelyek összeegyeztethetők a munkák végtelen listájával: erős állkapcsok, amelyek képesek fába vájni magukat; vastag, szőrös hátsó lábak, amelyek képesek a virágpor befogására és szállítására; és egy éles hegyű fullánk a védekezéshez.
A hímek azonban “a párosodáson kívül semmi hasznosat nem tesznek” – mondja Smith -, és ennek megfelelően gyenge testfelépítéssel rendelkeznek.
Bár a kutatók nem tudják pontosan, hogyan jött létre ez a bizarr méh, a hasonló rovarokon végzett vizsgálatok adhatnak némi támpontot. Néhány évvel ezelőtt egy másik tudóscsoport a Sydney-i Egyetem méhszakértője, Benjamin Oldroyd vezetésével több mézelő méh gynandromorf génjeit elemezte, és megállapította, hogy a hím-nőstény hibridek valószínűleg egy fejlődési hiba eredménye.
Az embernél a biológiai nemet két nemi kromoszóma határozza meg – egy az anyától és egy az apától származó. Két X öröklése nőstényt eredményez, míg egy X és egy Y párosításával hím lesz. A méheknél azonban kicsit másképp mennek a dolgok. Minden megtermékenyített petéből, amely egy anya és egy apa genetikai anyagát hordozza, nőstény méhek kelnek ki. A megtermékenyítetlen petékből azonban még mindig születhetnek utódok: apátlan hímek, amelyek csak egy kromoszómakészletet hordoznak az anyjuktól – a nőstényekben található kromoszómák felét. A nemet, más szóval, a méh sejtjeiben lévő genetikai információ mennyisége határozza meg.
Egy második spermium nagyon-nagyon ritka esetekben képes beosonni egy már megtermékenyített petesejtbe – egy leendő nősténybe – és elkezdi másolni magát, magyarázza Oldroyd. Ilyenkor két aszimmetrikus vonal jön létre, amelyek mindkettő a növekvő embrió saját felét népesíti be: az egyik a petesejt és az első spermium egyesüléséből keletkezik, és nőstényként fejlődik, a másik pedig kizárólag a második, szabadjára engedett spermiumból születik. Mivel ez a második spermium soha nem társul a saját petesejtjével, a kromoszómaszám a vonalában alacsony marad, így csak hímivarú sejtek jönnek létre.
Úgy tűnik, hogy ezek a kettős megtermékenyítési események magyarázatot adnak legalább néhány mézelő méh gynandromorfjára, bár a hím-nőstény hibridek más fajoknál más módon is jelentkezhetnek. Egy másik magyarázat lehet, hogy egy tipikus nőstény embrió egyik sejtje hibát követ el másolás közben, és két nőstény sejt helyett egy nőstény és egy hím sejtet hoz létre. Ezek az új sejtek ezután egymástól függetlenül osztódnának tovább, és két szexuálisan eltérő vonalat hoznának létre.
Egyik vagy egyik forgatókönyv sem játszódhatott le az új Megalopta méhben, amelyet azóta az STRI gyűjteményeiben halhatatlanná tettek. A példány felboncolása és genomjának elemzése nélkül a kutatók nem tudják megmondani.
Mielőtt azonban a Megalopta méh elpusztult, Krichilsky és kollégái úgy döntöttek, hogy egy másfajta tesztet végeznek: nyomon követik a napi alvási ciklusát. Amikor a rovart egy aktivitást figyelő készülékbe ültették, azt találták, hogy egy kicsit korábban ébredt fel táplálékszerzésre, mint a fajára jellemző hímek és nőstények.
Mivel csak egy példányt tanulmányoztak, a csapat nem tud határozott következtetéseket levonni erről a viselkedési furcsaságról. “Talán azért furcsa, mert ez egy gynandromorf” – mondja Smith. “Vagy csak azért furcsa, mert furcsa.”
A csapat eredményei már csak azért is figyelemre méltóak, mert egyáltalán tartalmaznak viselkedési adatokat, mondja Sydney Cameron, az Urbana-Champaign-i Illinois Egyetem entomológusa, aki nem vett részt a vizsgálatban. A legtöbb gynandromorfot csak azután fedezik fel, hogy elpusztultak és múzeumi gyűjteményekbe kerültek, így nem lehet tudni, hogy életükben hogyan tájékozódtak környezetükben és társas kapcsolataikban. Bár ez a példány nem beszélhet minden gynandromorfról, Cameron szerint érdekes dokumentálni a tetteit.
Ehab Abouheif, a McGill Egyetem biológusa, aki nem vett részt a tanulmányban, hangsúlyozza annak fontosságát, hogy a gynandromorfokat ne tekintsük “a természet csodabogarainak”. A fajok csak akkor maradhatnak fenn és maradhatnak fenn, ha populációik változatosak. Ennek fényében a szokatlan egyedek nem olyan hibák, amelyeket le kell írni – ők az alkalmazkodás takarmánya.
A gynandromorfok nagy része, ha nem is a legtöbb, valószínűleg terméketlen, és valószínűleg nem alapítanak új fajokat. De a nemek közötti anatómiai határokat elmosó fejlődési változások más kontextusban még mindig az evolúció motorjai lehetnek, mondja Smith. Néhány élősködő méhben például a nőstények elvesztették sok olyan szokásos tulajdonságukat, amelyek más fajokat nőneművé tesznek, és szinte hímneműnek tűnhetnek.
Ez a fajta nemi folyékonyság “valószínűleg gyakrabban fordul elő, mint ahogyan azt mi tudjuk” a természetben, mondja Krichilsky. “Vannak olyan fülkék, amelyeket tipikusabban nőstény vagy hím foglal el. Talán elfoglalhatnak valamit a kettő között, vagy mindkettőt – vagy egy teljesen új organizmussá válhatnak.”
Bármennyire is szokatlanok, a gynandromorfok “attól még méhek, ugyanúgy, mint a többi méh” – mondja. “És sokat tanulhatunk tőlük.”