Влияние меньшинства может заставить колонии огненных муравьев перейти от одной матки к нескольким
Социальные животные, включая людей, могут принимать сложные коллективные решения без единого лидера. Однако эти решения не всегда принимаются большинством.
Относительно небольшая группа особей в колонии может склонить гораздо большую группу к смене одного из фундаментальных укладов жизни — по крайней мере, у муравьев.
Это явление, известное как «влияние меньшинства», является центральной идеей статьи, опубликованной в Proceedings of the National Academy of Sciences. Ведущий автор — Хаолин Цзэн, постдокторант Школы экологии Одума Университета Джорджии.
Колонии огненных муравьев (Solenopsis invicta) обычно строятся вокруг одной матки или нескольких маток. Колонии с одной маткой не принимают дополнительных маток, а рабочие особи казнят любую потенциальную конкурентку своей королеве. Ранее было установлено, что муравьи, образующие колонии с несколькими матками, имеют генетический вариант, отличный от их собратьев с одной маткой, и будут выращивать нескольких маток одновременно.
Однако небольшая группа рабочих особей, несущих этот генетический вариант для колоний с несколькими матками, может повлиять на муравьёв из однокоролевской колонии, заставив их принять дополнительных маток, которые также несут этот генетический вариант. Это смещает колонию от однокоролевской к многокоролевской социальной структуре.
«Когда определённая часть рабочих несёт этот ген, колония каким-то образом переключается на поведение, характерное для колонии с несколькими матками. Рабочие охотно примут любую дополнительную матку, но только ту, что несёт этот генетический элемент», — сказал Цзэн. Переломный момент относительно низок: всего 10% популяции могут склонить остальных.
Чтобы позволить этому влиянию меньшинства проявиться, исследователям пришлось осторожно знакомить муравьёв друг с другом. Резкое смешение двух типов муравьёв вызвало бы «смертельный бой», поэтому учёные знакомили 300 однокоролевских муравьёв и 100 многокоролевских муравьёв друг с другом через мелкую сетку в течение одного дня для акклиматизации.
После того как муравьи могли взаимодействовать, исследователи наблюдали за ними более 100 часов, изучая, как они влияют друг на друга.
Цзэн хотел исключить любые видимые сигналы коммуникации, которые могли бы посылать муравьи с несколькими матками своим сородичам. Вводя в колонию мёртвых многокоролевских муравьёв, вымытых для удаления феромонов, и невымытых мёртвых многокоролевских муравьёв, исследователи увидели, что на поведение влияет феромон. Даже когда этот феромон вводили в колонию на стеклянных бусинах, муравьи реагировали.
Эти эксперименты показали, что химическая коммуникация между рабочими особями разных генотипов имеет решающее значение для этой социальной трансформации.
Авторы указывают, что этот тип косвенного генетического эффекта — когда гены одного животного могут влиять на поведение других животных — встречается почти у всех животных.
«Идея о том, что на поведение влияют не только ваши собственные гены, но и гены сородичей или людей, с которыми вы взаимодействуете, важна. Мы говорим о прямом генетическом влиянии и влиянии окружающей среды, но поведение животных также косвенно зависит от генов окружающих их животных», — сказал Цзэн.
Соавторами статьи «Conversion of social organization in fire ants induced by few colony members: unmasking indirect genetic effects» являются Кеннет Г. Росс из энтомологического отдела CAES Университета Джорджии и Такао Сасаки из отдела наук о мозге и когнитивных наук Рочестерского университета.