Муравьи убивают слишком плодовитых самок

Муравьиный коммунизм: Смерть инакомыслящим!

У некоторых муравьев самку, начавшую не вовремя откладывать яйца, ожидает смертная казнь, а ее потомство уничтожается. Биологи выяснили причину столь жестокого на первый взгляд поведение этих насекомых — у муравьев благополучие колонии заключается в слаженной работе всех ее членов, а вовсе не в максимальной плодовитости каждой особи.

Фото:

Партеногенез, то есть размножение без самца, часто встречается среди насекомых. В частности, у некоторых палочников (Phasmatodea) и прямокрылых (Orthoptera) известны огромные популяции, где самцов, по данным генетиков, не было уже много миллионов лет. Правда, в основном этот способ полового размножения (а партеногенез является именно таковым, хоть в нем и не принимает участие мужская гамета, потому что яйцеклетка самки образуется в результате мейоза — деления половых клеток) свойственен для малоподвижных насекомых. Или для тех, которые живут обособленно.

Наверное, именно поэтому партеногенетики встречаются и среди муравьев. Известны четыре вида этих насекомых (Cerapachys biroi а также Messor capitatus, Pristomyrmex punctatus и Platythyrea punctata), у которых самки откладывают неоплодотворенные яйца, из которых вылупляются лишь самки. То есть самцов в этих популяциях никогда не бывает. Кроме того, в колониях таких муравьев нет разделения на цариц и рабочих особей — каждый муравей является и работником, и производителем (в зависимости от ситуации).

Но почему у этих муравьев возникает партеногенез? Поскольку неподвижными их никак не назовешь, то, скорее всего, это произошло потому, что данные муравьи обитают на островах. То есть отдельные популяции оказываются изолированными и вероятность встречи с самцом из чужого муравейника весьма и весьма мала (а со своими самки предпочитают не спариваться, поскольку это не приведет к генетическому разнообразию потомства). Поэтому было логично совсем отказаться от "использования" самцов и перейти к партеногенезу — что, собственно говоря, и произошло в процессе эволюции.

Итак, у партеногенетических муравьев Cerapachys biroi обычным самкам не запрещено откладывать яйца. Однако ученые уже не один раз наблюдали весьма трагическую сцену — время от времени все члены колонии вдруг ни с того ни с сего набрасывались на самку, только что отложившую яйца, вытаскивали ее из муравейника и разрывали на части. Такое поведение никто не мог объяснить — в обычном муравейнике подобное часто делают с рабочими особями, у которых произошел генетический сбой и они стали откладывать яйца только лишь для того, чтобы защитить "интересы" царицы. Но у Cerapachys biroi нет ни цариц, ни рабочих. Почему же тогда эти муравьи убивают своих сестер?

И вот недавно исследователи из Рокфеллеровского университета (США) смогли разгадать эту загадку. Биологи, исследовав феромоны муравьев, а также их репродуктивный цикл, выяснили, что таковой у C. biroi подчинен жесткому распорядку: все особи, которые могут откладывать яйца, делают это в одно и то же время. Затем, когда личинки выводятся, взрослые члены колонии сообща занимаются заботой о потомстве. О том, что откладка яиц закончена и нужно воспитывать подрастающее поколение, самки сообщают друг другу при помощи специальных феромонов.

Однако, как выяснилось, далеко не все особи понимают этот сигнал. Некоторые молодые самки даже после того, как химическое "оповещение" разослано, все равно продолжают заниматься откладкой яиц. Именно они-то и становятся жертвами своих разъяренных сородичей — как вы знаете, муравьи терпеть не могут тех, кто ставит личные интересы выше общественных. Таким образом они избавляются от того, кто нарушает синхронность репродуктивного цикла и снижает эффективность работы колонии — ведь если заботиться о потомстве одновременно будет меньшее количество самок, то многие личинки могут погибнуть.

Но почему эта молодежь является такой "непонятливой"? Биологи изучили организмы таких нарушительниц и выяснили, что у них, по всей видимости, из-за какого-то генетического сбоя слишком много яйцевых трубочек. То есть феромон не может остановить работу всей половой системы — какая-то ее часть остается "глухой" к данному воздействию и гормоны яичников, запускающие цикл размножения, продолжают выделяться. Таким образом самка может быть и сама рада бы прекратить откладывать яйца, но не может этого сделать — организм приказывает.

Ученые считают, что подобное отклонение, скорее всего, происходит из-за какой-то однотипной, но в то же время регулярно повторяющейся мутации. Однако бдительные муравьи сразу же отбраковывают ее носителей (уничтожаются не только самки-нарушительницы, но и их яйца). Таким образом, эта мутация не распространяется по популяции и не нарушает нормальную жизнь муравейника. Интересно, что меры, препятствующие ее распространению, похожи скорее не на естественный, а на искусственный отбор, производимый человеком.

Подобные действия могут нам показаться весьма жестокими, однако с точки зрения муравьев лучше пожертвовать "бракованной" особью, чем поставить под угрозу благополучие всей колонии. Любопытно, что оно в данной ситуации заключается в слаженной работе всех ее членов, а не в максимальной плодовитости каждой отдельной особи, как принято считать. Синхронность функционирования всей системы для муравьев важнее выдающихся качеств отдельного ее элемента.

Читайте самое интересное в рубрике "Наука и техника"