علت رفتار مرگبار عنکبوت بیوه سیاه نر هنگام جفت‌گیری در یک ژن نهفته است

عنکبوت نر پشت‌قرمز استرالیایی برای موفقیت در جفت‌گیری، به سمت آرواره‌های ماده پشتک وارو می‌زند و درحالی‌که زنده‌زنده خورده می‌شود، با انقباض شکم خود، زمان بقا را افزایش می‌دهد تا اسپرمش را کامل منتقل کند. پژوهشی تازه نشان می‌دهد این رفتارهای مرگبار و عجیب، آنقدرها هم پیچیده نیستند و توضیح ژنتیکی ساده برای آنها وجود دارد.

پژوهشگران با مقایسه‌ی عنکبوت‌های پشت‌قرمز استرالیایی با گونه‌ی بسیار نزدیکی در نیوزیلند که چنین رفتاری ندارد، به سرنخ‌هایی درباره‌ی مکانیسم ژنتیکی این رفتارهای شگفت‌انگیز دست یافته‌اند. بررسی‌های آنها نشان می‌دهد حرکت پشتک وارو توسط یک ژن ساده و غالب روی کروموزوم جنسی کنترل می‌شود، اما انقباض شکم که به نر کمک می‌کند زنده بماند، الگوی ژنتیکی پیچیده‌تری دارد.

عنکبوت پشت‌قرمز یا عنکبوت بیوه سیاه استرالیایی (Latrodectus hasselti):

• نر هنگام جفت‌گیری به سمت آرواره‌های ماده پشتک وارو می‌زند.
• ماده، نر را زنده‌زنده می‌خورد.
• نر با انقباض شکم خود، فرآیند خورده‌شدن را کند می‌کند و زمان کافی برای انتقال اسپرم به دست می‌آورد.
• درنهایت، نر اندام انتقال اسپرم خود را مانند درپوش در بدن ماده باقی می‌گذارد تا از جفت‌گیری مجدد او جلوگیری کند.

عنکبوت کاتیپو (Latrodectus katipo):

• حرکت پشتک‌وارو انجام نمی‌دهد.
• هیچ‌گونه هم‌خواری (خورده شدن نر توسط ماده) رخ نمی‌دهد.
• آنها یک رقص خواستگاری آرام انجام می‌دهند و پس از جفت‌گیری به آرامی از هم جدا می‌شوند.

به گزارش لایوساینس، پژوهشگران برای یافتن مبنای ژنتیکی این تفاوت‌ها، آزمایش‌های دورگه‌سازی (هیبرید) انجام دادند:

۱. ایجاد دورگه‌های اولیه: آنها ماده‌های عنکبوت کاتیپو را با نرهای پشت‌قرمز جفت‌گیری دادند (چون برعکس آن ممکن نبود؛ ماده‌های پشت‌قرمز، نرهای کاتیپو را می‌خوردند). این دو گونه به اندازه‌ی کافی به هم نزدیک هستند که فرزندان دورگه (هیبرید) تولید کنند.

۲. تولید نرهای با ژن‌های مختلط: سپس، ماده‌های دورگه را با نرهای پشت‌قرمز یا نرهای کاتیپو جفت‌گیری کردند تا نرهایی با ترکیب ژنتیکی متفاوت به دست آورند.

۳. مشاهده‌ی رفتار: این نرهای دورگه را با ماده‌های کاتیپو (که خطر خورده شدن نداشتند) قرار دادند و مشاهده کردند که هر کدام از نرها، چه ترکیبی از رفتارهای پشتک وارو و انقباض شکم را از خود نشان می‌دهند.

نتایج آزمایش، شگفت‌آور بود:

• جدایی ژنتیکی دو رفتار: محققان دریافتند که رفتار پشتک وارو زدن و انقباض شکم با هم ارتباط ژنتیکی نزدیکی ندارند. نرهای دورگه تنها در حدود نیمی از موارد، هر دو حرکت را با هم انجام می‌دادند. در بقیه موارد، فقط یکی از آنها را نشان می‌دادند.
• پشتک وارو؛ ژن ساده و غالب: الگوهای توارثی نشان داد حرکت پشتک وارو به کروموزوم X (کروموزوم جنسی) مرتبط است. جالب‌تر اینکه، این رفتار از الگوی توارثی ساده و غالب-مغلوب پیروی می‌کند. به این معنی که یک ژن غالب می‌تواند این رفتار را حتی در نسل‌های بعدی ایجاد کند.
• انقباض شکم؛ یک صفت پیچیده‌تر: در مقابل، انقباض شکم که به نر کمک می‌کند مدت بیشتری در هنگام خورده‌شدن زنده بماند، صفت ژنتیکی پیچیده‌تری است. این رفتار احتمالاً توسط چندین ژن کنترل می‌شود یا به شدت تحت تأثیر رفتار ماده قرار دارد.

اگرچه عنکبوت‌های بیوه‌ی سیاه به خوردن جفت خود معروف هستند، این رفتار فقط در تعداد کمی از گونه‌ها دیده می‌شود. عنکبوت پشت‌قرمز استرالیایی و بیوه‌ی سیاه جنوبی (Latrodectus mactans) ازجمله این گونه‌ها هستند.

مطالعه جدید گامی بزرگ به سوی درک این موضوع است که چگونه رفتاری پیچیده و خطرناک، می‌تواند با تغییرات ساده‌ی ژنتیکی در یک گونه ایجاد شود. محققان امیدوارند با بررسی گونه‌های بیشتری از این جنس، به درک عمیق‌تری از تکامل این رفتارهای شگفت‌انگیز دست یابند.

پژوهش در ژورنال Biology Letters منتشر شده است.