A csótányok már 300 millió éve léteznek, túlélték a dinoszauruszokat, és az evolúcióval együttműködve túljártak a megszabadulásra tett kísérleteink eszén. A Hokkaidói Egyetem japán kutatói most egy újabb okot tártak fel, amiért eddig nem tudtuk megfékezni a populációjukat: a női szolidaritást.
A csótányokról – a termeszekkel, kígyókkal és cápákkal együtt – régóta ismert, hogy képesek “szűznemzésre” vagy parthenogenezisre, ami a megtermékenyítés nélküli, ivartalan szaporodás egy formája. Kevésbé ismertek azok a tényezők, amelyek ezt a folyamatot kiváltják. Vajon a hím csótányok hiánya az egyetlen feltétel, amely szükséges az aszexuális szaporodáshoz, vagy a szociális környezet is szerepet játszik? Tekintettel arra, hogy a csótányok társas lények, amelyek csoportokban élnek, a Hokkaidói Egyetem kutatói úgy vélték, hogy a hímhiányos körülményeken kívül más tényezőknek is kell lennie.
Hipotézisük teszteléséhez a kutatók 11 kísérletsorozatot végeztek a gyakori kártevőnek számító amerikai csótányok különböző csoportjaival. A kontrollcsoportot egy hím és egy nőstény alkotta, akiknek megengedték, hogy párosodjanak. A többi csoport szűz nőstényekből állt, amelyeket elkülönítve, legfeljebb ötfős csoportokban és ivartalanított hímekkel együtt tartottak. Ezenkívül a kutatók nőstény nemi feromonokat – amelyeket a szűz nőstények nagyobb mennyiségben választanak ki, mint azok, amelyek már párosodtak – adtak az egyes csótányokat befogadó tartályokba, hogy lássák, vajon a csótányok ezt a hím hiányának jeleként fogják-e fel, és ennek következtében több tojást fognak-e termelni.
Azt találták, hogy a csoportban tartott nőstények, különösen azok, amelyekben három vagy több rovar volt, gyorsabban termeltek tojástartókat, mint bármely más csoport. Ráadásul a petesejtek szinkronizáltan termelődtek. Bizarr módon ez a viselkedés még a különböző tárolókban tartott egyedek között is közös volt. Ráadásul a csoportban tartott nőstények rövidebb időközönként termelték a második adag petesejtet is, mint az egyedül tartott egyedek (átlagosan 18, szemben a 27 nappal).
A kasztrált hímek és a nőstény nemi feromonok jelenléte viszont nem sokat lendített a termelési folyamaton. A kutatók az előbbieket azért vették be, hogy kiderítsék, milyen hatással vannak (ha vannak egyáltalán) az eltérő nemű együttélők a tojásrakási folyamatra, és azt tapasztalták, hogy a kasztrált hímekkel együtt csoportosított nőstény csótányoknak majdnem ugyanannyi időbe telt a tojástestek előállítása, mint az izolált példányoknak, ami arra utal, hogy az aszexuális termelés elősegítése attól függ, hogy a nőstények képesek-e felismerni az együttélők nemét.
A tojások életképességében is volt különbség. Az aszexuálisan lerakott tojásoknak csupán 30 százaléka kelt ki, szemben az ivaros szaporodással előállítottak mintegy 47 százalékával. Ez magyarázatot adhat arra, hogy a kutatók szerint miért gyorsul fel a tojástermelés folyamata, amikor szűz nőstény csótányok csoportosulnak. A csoportos nőstények tojástermelésének szinkronizálása azt eredményezheti, hogy utódaik nagyjából egy időben kelnek ki. A nimfák az aggregáció és az erőforrások megosztása révén növelhetnék fitneszüket, ami ellensúlyozhatná az ivartalanul termelt tojások alacsonyabb kelési arányát.
A tudósok szerint a kísérletben tanúsított nőstény szolidaritás összhangban van a csótányok viselkedésének más megfigyeléseivel. Ritkán törnek ki harcok az ugyanabban a tartályban elhelyezett, nem párosodott nőstények között. Ehelyett gyakran szorosan összebújva találhatók, míg a párosításban lévő párosítatlan hímek gyakran addig verekednek, amíg mindkét egyed csápja amputálódik.
Hímek? Nincs szükségünk büdös hímekre
Míg az ivartalanul termelt tojások kikelési aránya általában alacsonyabb, mint a hagyományos módon lerakott tojásoké, az ezekből a tojásokból kikelő csótányok mégis képesek legalább három generáción át kolóniát létrehozni és fenntartani hím közreműködése nélkül, amint azt az a kolónia is bizonyítja, amely akkor alakult ki, amikor a kutatók 15 véletlenszerűen kiválasztott felnőtt nőstényt helyeztek egy konténerbe. Alig több mint három évvel később a kolónia már több mint 300 nőstényből állt, különböző korú nimfákkal és felnőtt egyedekkel. Mivel a laboratóriumban optimális körülmények között tartották őket, a kutatók becslése szerint a csótányok egy része akár az ötödik generációt is elérhette.
“Tanulmányunk azt mutatja, hogy a nőstény csótányok akkor segítik elő az ivartalan tojástermelést, ha együtt vannak, nem pedig egyedül” – mondja Hiroshi Nishino kutató. “Ez összhangban van azzal a ténnyel, hogy a tizenöt nőstény által egy nagyobb konténerben termelt utódok több mint három évig fenntartották a kolóniát, míg az egy nőstény által termeltek viszonylag gyorsan kihalnak. A csoportban tartott nőstények megnövekedett termékenységén túlmenően a szinkronizált tojástermelés a hasonló korú lárvák összevonása révén magasabb túlélési arányt is biztosíthat.”
Míg a rovarvilágban ez a női szolidaritás lenyűgöző teljesítménye lehet, az emberi társadalmak számára nem sok jót ígér. Tekintettel arra, hogy a nőstény amerikai csótányok már számos olyan előnnyel rendelkeznek a hímekkel szemben, amelyek lehetővé teszik számukra az új élőhelyekhez való alkalmazkodást – először is, hosszabb az élettartamuk, és nagyobb testméretük megvédi őket a környezeti változásoktól -, az aszexuális szaporodásra és a kolóniák több generáción át történő fenntartására való képességük miatt azonban számolni kell velük, mivel a betegségek átvitelének módja miatt egészségügyi veszélyt jelentenek. Ezért fontos megérteni, hogyan szaporodnak, hogy hatékonyabb csótánycsapdákat lehessen építeni – mondják a kutatók.
“A csak hím csótányokat vonzó, szexferomonokat használó csapdák nem elegendőek” – mondja Nishino. “A szaporodási stratégiák mögött álló fiziológiai mechanizmus megértése segíthet abban, hogy a jövőben hatékonyabb módszereket találjunk a kártevő csótányok kiirtására.”
A tanulmány a Zoological Letters című folyóiratban jelent meg.