Учёные раскрыли причины эволюции социальных паразитов у муравьёв
Исследователи из Университета штата Аризона под руководством Кристиана Рабелинга изучили эволюцию социального паразитизма у одного из самых разнообразных родов муравьёв — Formica. Их работа, опубликованная в Proceedings of the National Academy of Sciences, показывает, как сложные паразитические стратегии возникали из более простых форм.
Эволюционное древо рода Formica
Учёные построили глобальное филогенетическое древо, проанализировав ДНК 101 вида Formica (из всех 10 известных групп). Анализ показал, что эта группа возникла в Старом Свете около 30 миллионов лет назад в эпоху олигоцена, после периода глобального похолодания.
Три класса социальных паразитов
Исследователи выявили три основных класса социальных паразитов, которые эволюционировали в разное время:
Временный социальный паразитизм — эволюционировал первым, около 18 миллионов лет назад. Матки таких видов теряют способность самостоятельно основывать колонии. Они проникают в гнездо-хозяина, убивают местную матку, и рабочие хозяев выращивают потомство паразита. Постепенно колония полностью переходит к виду паразита. Переход к паразитическому образу жизни оказался необратимым.
Дулотный паразитизм («пиратство») — эволюционировал позже, примерно 14 миллионов лет назад, из предков-временных паразитов. Матки начинают цикл как временные паразиты, а затем колонии проводят организованные рейды на гнёзда хозяев, чтобы похитить их расплод. Украденные рабочие вылупляются и пополняют workforce колонии паразитов. Это поведение, которое не смог объяснить даже Чарльз Дарвин, возникло, по-видимому, из хищнического поведения временных паразитов.
Постоянный социальный паразитизм (инквилинизм) — обнаружен у видов, появившихся около 12 миллионов лет назад. Матки-инквилины обычно терпимы к матке-хозяйке, которая продолжает производить рабочих, в то время как инквилин фокусируется на производстве полового потомства. Крайний случай — рабочий инквилин Formica talbotae, который полностью утратил касту рабочих и, вероятно, нацелен на колонии, уже потерявшие своих маток. F. talbotae эволюционировал от предка, практиковавшего временный паразитизм.
Выводы и значение
Исследование показывает, что социальный паразитизм — успешная стратегия, которая эволюционировала не менее 60 раз у муравьёв в целом. В роде Formica наблюдались множественные переходы ко всё более сложным паразитическим жизненным циклам.
«Наши результаты подчёркивают, что синдромы социального паразитизма легко возникают у социально полиморфных организмов и эволюционировали конвергентно по всей филогении муравьёв», — говорит Рабелинг.
Это открытие создаёт основу для будущих исследований генетических и молекулярных механизмов, лежащих в основе смены сложного социального поведения.