Karyotype structure and cytogenetic markers of Amoimyrmex bruchi and Amoimyrmex silvestrii: The contribution to understanding leafcutting ant relationships

Abstract

Leaf-cutting ants are considered the most important herbivores in terrestrial environments throughout the Neotropics. Amoimyrmex Cristiano, Cardoso, & Sandoval, 2020 is the sister clade of the remaining leaf-cutting ants from the genera Atta and Acromyrmex. Amoimyrmex striatus was the only species cytogenetically studied within the genus and shares the same chromosomal number as Atta, bearing 22 chromosomes, whereas Acromyrmex bears 38 chromosomes, with the exception of the social parasite Acromyrmex ameliae (2n = 36). Our objective here was to cytogenetically analyze the species of Amoimyrmex bruchi and Amoimyrmex silvestrii, as well as to describe the karyotype of these sister species, using an integrative approach using classical and molecular cytogenetics. We aimed to characterize the cytogenetic markers that contribute to the systematics and taxonomy of the genus. Our results showed that the karyotypes of these two species are very similar, with an identical chromosome number (2n = 22), chromosome morphology (2K = 20m + 2sm), and location of 18S rDNA and telomeric repeat TTAGG on the chromosomes. However, the microsatellite probe GA(15) showed variation across the species and populations studied. We suggest that both species diverged relatively recently and are unmistakably sisters because of the many shared characteristics, including the highly conserved karyotypes.

Les fourmis coupe-feuille sont considérées comme les herbivores les plus importants dans les environnements terrestres à travers l’écozone néotropicale. L’Amoimyrmex Cristiano, Cardoso & Sandoval, 2020 formes un clade voisin des autres fourmis coupe-feuille des genres Atta et Acromyrmex. L’Amoimyrmex striatus est la seule espèce qui a fait l’objet d’études cytogénétiques au sein du genre et partage le même nombre de chromosomes avec le genre Atta, soit 22 chromosomes, tandis que le genre Acromyrmex en compte 38, si on fait exception de l’espèce parasite Acromyrmex ameliae (2n = 36). L’objectif de ce travail était de réaliser une caractérisation cytogénétique des espèces Amoimyrmex bruchi et Amoimyrmex silvestrii et d’en décrire le caryotype au moyen d’une approche intégrée faisant appel à des outils de cytogénétique classique et moléculaire. Les auteurs ont cherché à caractériser des marqueurs cytogénétiques qui contribuent à la systématique et à la taxonomie au sein de ce genre. Les résultats montrent que les caryotypes de ces deux espèces sont très similaires, avec un même nombre de chromosomes (2n = 22), une morphologie chromosomique semblable (2K = 20m + 2sm), ainsi qu’une localisation semblable des locus d’ADNr 18S et des répétitions télomériques TTAGG. Malgré cela, la sonde microsatellite GA(15) a montré une variation au sein de ces espèces et des populations étudiées. Les auteurs suggèrent que ces deux espèces ont divergé relativement récemment et sont indubitablement des espèces sœurs en raison du grand nombre de caractéristiques partagées, incluant des caryotypes fortement conservés.