Почему некоторые насекомые убивают своих матерей
Исследование энтомолога Кевина Дж. Лупа из Калифорнийского университета в Риверсайде раскрыло причины загадочного матрицида — убийства матки рабочими особями у общественных насекомых, таких как осы.
Парадокс сотрудничества и бунта
В большинстве колоний пчёл, муравьёв и ос рабочие особи (все — самки) всю жизнь помогают матке производить потомство. Однако в научной литературе встречаются сообщения о случаях убийства матки рабочими. Это создаёт эволюционную загадку: почему в одних ситуациях выгодно помогать матке, а в других — убивать её?
Эксперимент с жёлтыми шершнями
Для изучения вопроса Луп создал в лаборатории наблюдательные колонии ос-шершней (Vespula), непрерывно фиксируя их жизнь на видео. Он также собрал дикие колонии для увеличения выборки, определяя факт матрицида по зрелым колониям без матки. Поведенческие наблюдения и генетические анализы показали:
- Рабочие осы убивают матку в колониях с большим количеством полных сестёр (имеющих одного отца).
- В колониях со смесью полных и полусибсов (имеющих разных отцов) матрицид не происходит.
Генетическая выгода как движущая сила
Рабочие особи оценивают генетическую структуру колонии и восстают против матки только тогда, когда это становится для них выгодно:
- Контроль за размножением: Матка обычно подавляет попытки рабочих откладывать яйца (поедая их яйца, атакуя несущих рабочих и откладывая множество своих).
- Производство самцов: Уничтожив матку, рабочие получают возможность откладывать неоплодотворённые яйца, из которых развиваются самцы.
- Теория родственного отбора: В колониях, где все рабочие — полные сёстры, они генетически более близки к сыновьям друг друга, чем к сыновьям матки. Убийство матки позволяет им вырастить более близких родственников (племянников), максимизируя передачу собственных генов. В колониях с полусибсами эта выгода снижается.
Механизм оценки родства
Генетический состав колонии определяется тем, сколько раз спаривалась матка (обычно один или два) и насколько равномерно она использует сперму разных самцов. Исследование показало, что матрицид происходит в колониях с более высокой средней степенью родства между их членами.
"Рабочие не являются бездумными автоматами, работающими на матку любой ценой. Они альтруистически отказываются от размножения только в правильном контексте, но восстают, когда это выгодно им", — пояснил Кевин Луп.
Это одно из немногих исследований, демонстрирующих, что рабочие особи могут оценивать пропорции полных и неполных сибсов в колонии и адаптивно реагировать на конфликты интересов (например, выращивать сыновей рабочих или сыновей матки).
Результаты исследования опубликованы в журнале Current Biology.