В высокоорганизованных колониях пчёл, ос и муравьёв королева-матка держит массу рабочих особей в подчинении с помощью специального феромона, который поддерживает у них постоянное бесплодие, — поэтому никаких амбиций, касающихся продолжения рода и даже занятия престола, у рабочих нет. До недавнего времени учёным были известны лишь несколько стерилизующих королевских феромонов — те, что применяются медоносными пчёлами, муравьями рода Lasius и термитами. 

Учёные, по-видимому, будут ещё долго спорить о том, в чём заключается смысл феромонов, которыми пользуются матки и рабочие муравьёв. (Фото myriorama.)Биологи из Лёвенского университета (Бельгия) вместе с коллегами из Австралии и США смогли определить аналогичные феромоны ещё у трёх видов общественных насекомых: у муравья-бегунка Cataglyphis iberica, у земляного шмеля и у осы обыкновенной. Всех их разделяет 145 млн лет независимой эволюции, и все они в прошлом произошли от одиночных предков, каждый от своего. Но, сравнив их королевские феромоны, исследователи обнаружили, что матки разных видов пользуются более или менее одинаковым «парфюмом» в виде насыщенных углеводородов-алканов с длинной цепью.

Сначала учёные сравнивали вещества, которые покрывали кутикулу королев и рабочих особей, затем — то, чего на королевах было больше, синтезировали искусственным путём и полученное вещество тестировали на обычной колонии. Для этого из колонии удаляли королеву, а на опустевший «трон» наносили синтезированное вещество; спустя какое-то время у рабочих особей проверяли состояние половой системы: не активировалась ли она, не готовы ли рабочие сами стать королевами? 

В каждом случае, как пишут исследователи в Science, синтетические углеводороды успешно поддерживали яичники рабочих особей в неактивном состоянии. При этом вещества, используемые разными видами, были настолько похожи, что феромоном королевы-осы можно было управлять рабочими муравьёв. 

Биологи также проанализировали данные 90 работ, в которых были сведения о веществах на кутикуле рабочих и маток различных общественных насекомых, и в результате пришли к выводу, что насыщенные алканы — это, по-видимому, общий химический трюк членистоногих королев. 

Однако говорить так было бы не совсем верно: такие же вещества выделяют и рабочие особи. Что же, получается, они сами себе подавляют половую систему? Сами авторы работы предлагают иное объяснение того, как действуют стерилизующие феромоны. По их мнению, тут имеет место не манипуляция, а соглашение между королевами и рабочими. Стерилизующие феромоны весьма похожи на феромоны одиночных видов, у которых эти же вещества, наоборот, стимулируют плодовитость и сигнализируют, что самка готова к спариванию. Избыток феромона у королевы сообщает рабочим о её потенциале, и они, так сказать, жертвуют собственными амбициями для того, чтобы потенциал матки раскрылся в полной мере. То есть что-то вроде «Если уж она готова размножаться, то давайте забудем о себе и поможем ей». 

Всё это, конечно, требует подтверждения, однако авторы работы полагают, что их гипотеза верна: ведь не зря же эти феромоны служат для привлечения самцов, и не только у одиночных, но даже у социальных видов.

Правда, некоторые скептики полагают, что полученным результатам вообще не стоит доверять: например, как утверждает Абрахам Хефец (Abraham Hefetz) из Тель-Авивского университета (Израиль), ссылаясь на собственные исследования, рабочие и матки муравья Cataglyphis niger несут на себе одинаковое количество того самого алканового феромона. И вообще, странно, что такая специфическая проблема — как удержать рабочих от размножения — получила в эволюции столь общее решение у разных видов. Остаётся только ждать новых исследований, чтобы понять, чья тут правда.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

Бумажные осы, по мнению учёных, демонстрируют нам промежуточный этап возникновения социальности у насекомых: их рабочие заботятся не только о яйцах королевы, но и о своих собственных, и они всё ещё в состоянии уйти из гнезда и основать собственную колонию.

Колония бумажных ос (фото TheNickster)Общественные насекомые до сих пор остаются загадкой для исследователей. Как известно, особи колонии делятся у них на касты, и одна из этих каст — рабочие — забывает о размножении в пользу заботы о чужом потомстве. Но всякое живое существо более всего хочет передать свои гены следующему поколению. Что же получают рабочие касты взамен шанса оставить собственное потомство?

40 лет назад была выдвинута гипотеза, которая как будто объясняла плюсы «рабочей» жизни. Согласно ей, оставить свои гены следующему поколению можно не только через собственных детей, но и через заботу о потомстве родственников. Родственные особи обладают общими генами, и забота о «племянниках» повышает их выживаемость — а значит, увеличивает шансы твоего гена уцелеть в поколениях, хотя ты сам можешь потомство и не оставить. Поэтому рабочие заботятся о яйцах королевы: репродуктивные особи, которые из них выведутся, будут нести в том числе гены нянек-рабочих.

Однако это довольно косвенная выгода, и вряд ли общественные насекомые утруждают себя подобными рассуждениями. Между тем для возникновения в прошлом такого эгоистичного альтруизма со стороны части особей колонии они должны были иметь какие-то непосредственные дивиденды от помощи другим. Предками нынешних рабочих управлял обычный биологический эгоизм, который требовал немедленной выгоды. Джеймс Хант из Национального центра синтетической эволюции (США) утверждает, что изначально все особи в колонии — и матки, и рабочие — осуществляли взаимовыгодное сотрудничество, результаты которого были очевидны всем участникам. Г-н Хант строит свою теорию на данных, полученных более чем за 30 лет наблюдений за поведением настоящих ос Vespidae. Их 5 тыс. видов, и большинство живёт поодиночке, но некоторые, вроде шершней или бумажных ос, образуют сложные сообщества с кастовой системой.

У бумажных ос рабочие помогают охранять и достраивать то гнездо, в котором они сами родились. В какой-то момент они покидают его. Но до этого они носят пищу, из которой потом могут взять часть с собой, и откладывают свои яйца. Заботясь о собственных яйцах, они одновременно заботятся и о яйцах королевы. Это, по словам учёного, представляет собой промежуточный этап становления общественного поведения: особи уже начинают делиться по кастам, но ещё сохраняют определённую самостоятельность.

У ос гнездо держится за счёт тех, кто пока ещё выбирает свой путь, и если оса решит строить собственный дом, то она спокойно улетит из гнезда. Потом такое перестанет проходить: ни один настоящий рабочий не может уйти из улья, чтобы начать откладывать яйца и основать собственную колонию. Подробно гипотеза об эволюции общественной жизни у насекомых будет описана в издании Journal of Evolutionary Biology. Если гипотеза действительно верна, то это закроет длительные и бурные дебаты, которые до сих пор продолжаются вокруг проблемы возникновения общественной жизни и кастовой системы у насекомых.

Источник:  КОМПЬЮЛЕНТА