Учёные выяснили, как термиты координируют брачное поведение для успеха колонии
Исследование двух самых инвазивных видов термитов во Флориде позволило понять, как животные, живущие группами, координируют свои лидерско-ведомые поведения для процветания.
Томас Шувенк, доцент кафедры городской энтомологии в Исследовательском и образовательном центре Форт-Лодердейла UF/IFAS, сотрудничал с коллегами из Университета штата Аризона. В работе учёные использовали формозских подземных термитов и азиатских подземных термитов — два наиболее инвазивных вида во Флориде.
Новая статья "Coordination of movement via complementary interactions of leaders and followers in termite mating pairs" в Proceedings of the Royal Society B исследует скрытые взаимоотношения в поведенческих чертах лидеров и ведомых у термитов.
Как социальные насекомые, будущие королевы и короли термитов напрямую влияют на своё движение для успеха спаривания и выживания. Ключ — в феромонах самки. В сезон спаривания крылатые особи вылетают из колоний, чтобы найти партнёра и создать новую колонию. Самка производит феромон, который позволяет самцу найти её. В этом взаимодействии самка является лидером, а самец — ведомым, пока оба партнёра ищут место для основания колонии.
Правила взаимодействия, определяющие поведение лидера и ведомого, часто специфичны для вида. Считается, что они являются результатом тонкой настройки двух противоположных поведенческих черт — лидерства и следования — через естественный отбор.
Южная Флорида предоставила уникальную возможность проверить эту гипотезу, поэтому исследователи обратились в лабораторию термитов UF/IFAS Fort Lauderdale REC, где Шувенк специализируется на биологии термитов.
"В Южной Флориде у нас есть эти два инвазивных вида термитов, которые наносят большой ущерб строениям и деревьям", — сказал Шувенк. — "Иногда они вступают в межвидовую брачную активность с потенциалом гибридизации, что дало нам идеальную возможность проверить эту гипотезу".
"Сложно проверить гипотезу о том, что правила лидерско-ведомого поведения являются тонко совместно эволюционировавшими у вида. Эти две поведенческие черты по своей сути связаны, и их трудно разделить", — сказал Нобуаки Мидзумото, руководивший исследованием.
Новое исследование показало, что и лидер, и ведомый эволюционировали, ожидая определённых сигналов от партнёра, и если эти ожидания не оправдываются, координация нарушается.
Поскольку два инвазивных вида термитов эволюционировали отдельно около 18 миллионов лет, правила "лидер-ведомый" у них могут немного различаться.
"Несмотря на использование одного и того же феромона, самки формозских подземных термитов производят его гораздо больше, чем самки азиатских подземных термитов", — объясняет Шувенк. — "Мы предположили, что расхождения в правилах между видами выявят отсутствие оптимизации через эволюционную тонкую настройку".
Этот уникальный подход позволил показать, что самцы формозских термитов не могут должным образом следовать за самками азиатских термитов. В то же время самцы азиатских термитов полностью способны следовать за самками формозских термитов.
"Этот асимметричный результат был поразительным, потому что он указывал, что самцы формозских термитов не способны или не мотивированы следовать за самками вида, производящего мало феромонов. С другой стороны, самцы азиатских термитов идеально способны следовать за самками формозских термитов, которые производят гораздо больше феромона, чем эти самцы эволюционно приучены отслеживать", — добавил Шувенк.
"В предыдущем совместном исследовании мы смогли показать, что самцы оптимизируют своё движение, чтобы успевать за самками, в то время как самки адаптируют свои движения в зависимости от обратной связи от следующего за ней самца", — сказал Мидзумото. Текущее исследование подчеркнуло, что такая оптимизация является результатом эволюционных процессов.
Хотя обнаружение межвидового спаривания термитов во Флориде остаётся проблемой из-за потенциального воздействия на дома, это предоставляет возможности для проверки уникальной гипотезы, помогающей понять, как эволюционировали координирующие поведения животных.