Высокая специализация в муравьиных колониях снижает выживаемость при внезапных изменениях
В муравьиных обществах задачи распределены между членами группы: у маток и рабочих муравьев есть четкие обязанности, а сами рабочие специализируются на уходе за потомством, обороне или строительстве гнезда. Считается, что такое разделение труда — ключевой фактор успеха социальных групп. Однако исследователи из Университета Иоганнеса Гутенберга в Майнце (JGU) обнаружили, что высокая специализация может стать серьезным недостатком в определенных обстоятельствах.
«Наши результаты объясняют, почему универсалы так широко распространены, и показывают, насколько они важны для гибкости и устойчивости целых обществ», — отметила эволюционный биолог профессор Сюзанна Фойцик.
Фойцик и Эвелин Йонгпир исследовали, что происходит с колониями муравьев Temnothorax longispinosus с разной степенью специализации при внешней угрозе. Они протестировали около 3800 муравьев, сформировав отдельные колонии из «универсалов» или «специалистов». Эти колонии подверглись нападениям муравьев-рабовладельцев Temnothorax americanus, которые совершают набеги на соседние колонии, чтобы украсть их потомство, часто убивая взрослых рабочих и матку.
Гибкость поведения окупается
«Вопреки распространенному мнению, что индивидуальная специализация дает социальные преимущества, мы обнаружили, что специализация может негативно влиять на размножение, шансы на выживание и рост колонии», — резюмировала Йонгпир, первый автор исследования.
Колонии, специализировавшиеся на обороне и уходе за потомством, потеряли почти 80% своего расплода при атаке рабовладельцев. Универсалы же смогли спасти более половины потомства. Для вида T. longispinosus, который размножается только раз в год, такие тяжелые потери могут означать фактическое уничтожение колонии или серьезную угрозу ее будущему выживанию.
Такие затраты на приспособленность, связанные со строгой специализацией, означают, что в естественной среде с рабовладельцами стратегия универсалов, вероятно, имеет лучшие перспективы успеха. Сообщества муравьев, живущие рядом с рабовладельцами, менее специализированы, чем колонии в районах, свободных от этих социальных паразитов.
«В полевых условиях рабовладельцы представляют собой эволюционный фактор, противодействующий развитию более высоких уровней специализации», — пояснила Фойцик.
Исследователи предполагают, что специализированным сообществам, вероятно, трудно менять свою деятельность, поэтому они менее гибки. Хотя результаты нельзя напрямую применить к другим сферам, они дают представление об эволюции социальных групп и указывают на их потенциальную жизнеспособность.
«Наши результаты показывают, насколько важно учитывать экологические аспекты при организации работы и индивидуальных моделей поведения, если мы хотим получить выгоду для всего общества», — заключили исследователи.
Таким образом, гибкость поведения была бы выгодна не только для муравьиных колоний, но и для совершенно других организационных структур, особенно когда возможны частые нарушения — от метаболических циклов с ферментами-универсалами до финансовых систем, которые не полагаются лишь на несколько специализированных институтов и поэтому более стабильны.