Cấu tạo gene và chế độ thức ăn đóng vai trò quyết định đối với số phận của một loài kiến thu hoạch tại bang Florida (Mỹ).

Trong vương quốc của kiến, địa vị quyết định tất cả. Nếu được chọn làm kiến chúa (gyne) ngay từ khi còn trong trứng, bạn có thể mong đợi những khẩu phần ăn hậu hĩnh nhất và chỗ ở tốt nhất. Nếu chỉ là một kiến thợ, bạn phải luôn sẵn sàng hy sinh sức khỏe, lợi ích và khả năng sinh sản vì sự phát triển của tổ.

Nhóm nghiên cứu, gồm các nhà khoa học của nhiều trường đại học Mỹ, tìm hiểu kiến Pogonomyrmex badius vì đây là một trong những loài có cấu trúc xã hội phức tạp nhất trong thế giới kiến. Trong hệ thống đẳng cấp của chúng có hai loại kiến thợ: kiến lớn có trọng lượng gấp gần 4 lần so với kiến nhỏ, nhưng kiến nhỏ có số lượng gấp 20 lần kiến lớn. Kiến chúa tương lai có trọng lượng gấp khoảng 8 lần kiến nhỏ.

Các chuyên gia muốn biết đẳng cấp và kích thước của kiến được quyết định bởi bộ gene hay chế độ dinh dưỡng.

Loài kiến Pogonomyrmex badius. Ảnh: physorg.com.

Các nhà khoa học cho biết, nguồn gene của những tổ kiến Pogonomyrmex badius mà họ tìm hiểu rất đa dạng. Một kiến chúa thường giao phối với ít nhất 20 kiến đực, trong khi con số này ở loài kiến khác là 1 đến 5. Phân tích gene cho thấy thế hệ sau của những con đực có thể trở thành mọi loại kiến trong tổ, nhưng một số nhánh có nhiều khả năng trở thành kiến chúa tương lai, trong khi những dòng giống khác có xu hướng trở thành kiến thợ.

Một nghiên cứu gần đây chứng minh rằng sự đa dạng nguồn gene càng lớn thì ong mật càng tỏ ra xuất sắc hơn trong việc xây tổ, tìm kiếm và dự trữ thức ăn.

Trước đây người ta từng cho rằng đẳng cấp của kiến được quyết định bởi các yếu tố môi trường. Nhưng một số nghiên cứu gần đây cho thấy, trong nhiều tổ kiến Pogonomyrmex badius, sự khác biệt về gene quyết định việc một thành viên sẽ trở thành kiến chúa hay kiến thợ. Sự cứng nhắc ấy làm giảm khả năng thích ứng với những thay đổi về mặt môi trường của kiến. Chẳng hạn, những tổ kiến có ít kiến thợ nhưng vẫn sản xuất nhiều ấu trùng chúa sẽ không có cơ hội tồn tại lâu dài vì chúng thiếu nguồn thức ăn để nuôi những ấu trùng chúa phàm ăn.

Ngược lại, những tổ có khả năng thích nghi với những yếu tố môi trường và thay đổi tỷ lệ các loại ấu trùng luôn thành công hơn trước sự thay đổi ở bên ngoài. Chúng có thể tạo ra nhiều ấu trùng kiến thợ hơn khi thức ăn khan hiếm và nhiều ấu trùng chúa hơn khi thức ăn dồi dào.

Sau khi phân tích thức ăn của kiến, các nhà nghiên cứu nhận thấy khẩu phần của những con chúa tương lai có hàm lượng nitơ (N) cao nhất, tiếp đến là khẩu phần của kiến thợ lớn. Khẩu phần của kiến thợ nhỏ có hàm lượng N thấp nhất và thức ăn chủ yếu của chúng là thực vật.

“Những khác biệt trong chế độ dinh dưỡng ở thời kỳ ấu trùng quyết định đẳng cấp của kiến”, nhóm nghiên cứu viết.

Những khác biệt về mặt di truyền quyết định kích cỡ của kiến thợ lớn và kiến chúa tương lai, nhưng không có ý nghĩa gì với kiến thợ nhỏ. Kiến thợ nhỏ chỉ tăng kích cỡ khi tổ phát triển, có lẽ là do chúng chỉ có thêm nhiều thức ăn khi tổ lớn hơn.