Published March 11, 2022
| Version v1
Publication
Open
Recurring adaptive introgression of a supergene variant that determines social organization
Creators
- 1. Queen Mary University of London
- 2. Universidade de São Paulo
- 3. Fundación Ciencias Exactas y Naturales
- 4. University of Buenos Aires
- 5. Universidad de la República
- 6. The Alan Turing Institute
Description
Introgression has been proposed as an essential source of adaptive genetic variation. However, a key barrier to adaptive introgression is that recombination can break down combinations of alleles that underpin many traits. This barrier might be overcome in supergene regions, where suppressed recombination leads to joint inheritance across many loci. Here, we study the evolution of a large supergene region that determines a major social and ecological trait in Solenopsis fire ants: whether colonies have one queen or multiple queens. Using coalescent-based phylogenies built from the genomes of 365 haploid fire ant males, we show that the supergene variant responsible for multiple-queen colonies evolved in one species and repeatedly spread to other species through introgressive hybridization. This finding highlights how supergene architecture can enable a complex adaptive phenotype to recurrently permeate species boundaries.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
تم اقتراح الانطواء كمصدر أساسي للتنوع الجيني التكيفي. ومع ذلك، فإن الحاجز الرئيسي أمام الانطواء التكيفي هو أن إعادة التركيب يمكن أن تكسر مجموعات من الأليلات التي تدعم العديد من السمات. يمكن التغلب على هذا الحاجز في المناطق فائقة الجينات، حيث تؤدي إعادة التركيب المكبوتة إلى وراثة مشتركة عبر العديد من المواضع. هنا، ندرس تطور منطقة الجينات الفائقة الكبيرة التي تحدد سمة اجتماعية وبيئية رئيسية في النمل الناري Solenopsis: ما إذا كانت المستعمرات لديها ملكة واحدة أو ملكات متعددة. باستخدام السلالات القائمة على الاندماج المبنية من جينوم 365 من ذكور النمل الناري أحادي الصيغة الصبغية، نظهر أن متغير الجين الفائق المسؤول عن مستعمرات الملكات المتعددة تطور في نوع واحد وانتشر مرارًا وتكرارًا إلى أنواع أخرى من خلال التهجين الانطوائي. تسلط هذه النتيجة الضوء على كيف يمكن للهندسة الجينية الفائقة تمكين النمط الظاهري التكيفي المعقد من اختراق حدود الأنواع بشكل متكرر.Translated Description (French)
L'introgression a été proposée comme une source essentielle de variation génétique adaptative. Cependant, un obstacle clé à l'introgression adaptative est que la recombinaison peut briser les combinaisons d'allèles qui sous-tendent de nombreux traits. Cette barrière pourrait être surmontée dans les régions supergéniques, où la recombinaison supprimée conduit à une hérédité conjointe dans de nombreux loci. Ici, nous étudions l'évolution d'une grande région supergénique qui détermine un trait social et écologique majeur chez les fourmis de feu Solenopsis : si les colonies ont une reine ou plusieurs reines. En utilisant des phylogénies coalescentes construites à partir des génomes de 365 mâles haploïdes de fourmis de feu, nous montrons que le variant supergène responsable des colonies de reines multiples a évolué chez une espèce et s'est propagé à plusieurs reprises à d'autres espèces par hybridation introgressive. Cette découverte met en évidence comment l'architecture supergénique peut permettre à un phénotype adaptatif complexe de pénétrer de manière récurrente les frontières des espèces.Translated Description (Spanish)
La introgresión se ha propuesto como una fuente esencial de variación genética adaptativa. Sin embargo, una barrera clave para la introgresión adaptativa es que la recombinación puede descomponer las combinaciones de alelos que sustentan muchos rasgos. Esta barrera podría superarse en regiones supergénicas, donde la recombinación suprimida conduce a la herencia conjunta en muchos loci. Aquí, estudiamos la evolución de una gran región supergénica que determina un rasgo social y ecológico importante en las hormigas de fuego Solenopsis: si las colonias tienen una reina o varias reinas. Usando filogenias basadas en coalescencia construidas a partir de los genomas de 365 machos de hormigas de fuego haploides, mostramos que la variante supergénica responsable de múltiples colonias de reinas evolucionó en una especie y se extendió repetidamente a otras especies a través de la hibridación introgresiva. Este hallazgo destaca cómo la arquitectura supergénica puede permitir que un fenotipo adaptativo complejo impregne de forma recurrente los límites de las especies.Files
s41467-022-28806-7.pdf.pdf
Files
(1.7 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:a702fd7c9162b744abbbf55b6d8ff0ec
|
1.7 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- الانطواء التكيفي المتكرر لمتغير الجين الفائق الذي يحدد التنظيم الاجتماعي
- Translated title (French)
- Introgression adaptative récurrente d'une variante de supergène qui détermine l'organisation sociale
- Translated title (Spanish)
- Introgresión adaptativa recurrente de una variante supergénica que determina la organización social
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4220692983
- DOI
- 10.1038/s41467-022-28806-7
References
- https://openalex.org/W1627736016
- https://openalex.org/W1634993813
- https://openalex.org/W2005607933
- https://openalex.org/W2009062339
- https://openalex.org/W2030191595
- https://openalex.org/W2048635488
- https://openalex.org/W2048713961
- https://openalex.org/W2051621182
- https://openalex.org/W2062328873
- https://openalex.org/W2062469134
- https://openalex.org/W2068148207
- https://openalex.org/W2077425680
- https://openalex.org/W2078930318
- https://openalex.org/W2118923735
- https://openalex.org/W2118956649
- https://openalex.org/W2124362779
- https://openalex.org/W2127713506
- https://openalex.org/W2127776188
- https://openalex.org/W2137111266
- https://openalex.org/W2137645341
- https://openalex.org/W2147039800
- https://openalex.org/W2162253232
- https://openalex.org/W2210186672
- https://openalex.org/W2259107463
- https://openalex.org/W2327524268
- https://openalex.org/W2590468657
- https://openalex.org/W2745803843
- https://openalex.org/W2784432148
- https://openalex.org/W2801361050
- https://openalex.org/W2809524618
- https://openalex.org/W2891949132
- https://openalex.org/W2895685172
- https://openalex.org/W2899947423
- https://openalex.org/W2941072767
- https://openalex.org/W2947771029
- https://openalex.org/W2949186289
- https://openalex.org/W2949636566
- https://openalex.org/W2949867654
- https://openalex.org/W2969866109
- https://openalex.org/W2982348757
- https://openalex.org/W2984332233
- https://openalex.org/W2999067531
- https://openalex.org/W3005235420
- https://openalex.org/W3022003522
- https://openalex.org/W3043320770
- https://openalex.org/W3048101824
- https://openalex.org/W3122365738
- https://openalex.org/W3134064557
- https://openalex.org/W4206747321