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.
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.
Биологи изСначала 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.
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
17-08-2011 Просмотров:9489 Новости Зоологии Антоненко Андрей
Чтобы приспособиться к условиям внешней среды, обычным тлям требуется всего год. Крылатая особь тли Myzus persicae (фото Aphidman)Принято считать, что эволюция живых организмов — это довольно длительный процесс: чтобы в геноме...
06-02-2013 Просмотров:11326 Новости Метеорологии Антоненко Андрей
Климатические реконструкции, основанные на годичных кольцах, в последнее время активно оспариваются. Например, в 1998 году климатолог Майкл Манн имел несчастье опубликовать график изменений температуры в Северном полушарии, получивший название «хоккейная...
27-11-2015 Просмотров:6218 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей
Анализ структуры скорлупы яиц около 30 видов крупных и небольших динозавров показал, что некоторые из них не закапывали свои яйца в теплый песок, как это делают крокодилы, а откладывали их в открытые гнезда и, предположительно, высиживали их, говорится...
27-08-2013 Просмотров:9570 Новости Цитологии Антоненко Андрей
Во время биосинтеза рибосома строит полипептидную цепь в соответствии с кодом, который она читает на матричной РНК. Сырьё для постройки белка приходит к рибосоме в виде аминоацилированных транспортных РНК: к каждой...
11-10-2010 Просмотров:10275 Новости Зоологии Антоненко Андрей
Центр биологического разнообразия США (CBD) опубликовал отчёт, согласно которому семнадцать видов арктических животных находятся под угрозой исчезновения из-за таяния льдов, вызванного глобальным потеплением. Первыми жертвами таяния льдов станут белые медведи. (Фото...
В Грузии найден целый череп возрастом 1,8 млн лет — самый ранний из принадлежащих гомининам. Он говорит о том, что этот вид был довольно разнообразным — настолько разнообразным, что у…
Динозавры, скорее всего, были плодовиты, но в палеонтологической летописи их детёныши встречаются крайне редко. Оно и понятно: в юном организме много хрящей, которые сохраняются хуже, чем кости, и к тому…
Палеоэнтомологи обнаружили в янтаре мелового периода сетчатокрылых насекомых, которые обладали самыми короткими хоботками среди всех опылителей той эпохи. О своей открытии ученые из Китайского сельскохозяйственного университета рассказали в журнале Scientific Reports. В последнее время…
Международная группа геологов обнаружила в древнейших породах Земли возможные намеки на то, что жизнь на нашей планете уже существовала 3,2 миллиарда лет назад и присутствовала в достаточно большом количестве для того, чтобы повлиять на состав минералов, говорится…
Феноменальная способность птиц ориентироваться на местности хорошо известна. Считается, что у них есть целый арсенал «компасов», от банального зрения до магнитного чувства. Однако даже в совокупности эти способы не могут…
Новый род панцирных динозавров описали австралийские палеонтологи. Kunbarrasaurus ieversi жил около 100 млн лет назад, был ростом с овцу и покрыт прочной костяной броней. Больше всего ученых заинтересовало строение его…
Биологи из Нидерландов и Индонезии классифицировали останки неизвестного существа, обнаруженные на острове Флорес. Оказалось, это огромная птица, которая теоретически могла поедать детей доисторических людей. Окаменелые фрагменты костей ног новой птицы позволили…
Биологи установили, что некоторые популяции шимпанзе в Африке ведут себя точно так же, как древние люди. Они изготовляют копья и выходят с ними на охоту. ШимпанзеОб этом говорится в статье британских…
Самки некоторых животных могут годами хранить семенную жидкость самцов, замедляя у сперматозоидов обмен веществ: таким образом в мужских половых клетках снижается продукция агрессивных кислородных радикалов, от которых зависит скорость старения…