Биология

Анализ почти 69 тысяч видов насекомых помог опровергнуть главенствующую теорию эволюции, которая полвека объясняла устройство колоний пчел, муравьев и ос. Исследователи выяснили, что общепринятый генетический фактор сам по себе не приводит к разделению труда, а настоящий секрет их коллективного выживания кроется в совсем других биологических чертах.

Исследователи из Университета Аризоны (США) проанализировали данные о поведении и генетике 68,9 тысячи видов насекомых, построив два крупнейших эволюционных древа. Биологи решили провести проверку фундаментальной теории, которая на протяжении 60 лет оставалась общепринятой и входила во все университетские учебники.

Они сопоставили различные системы размножения насекомых с частотой возникновения у них коллективного образа жизни, чтобы выяснить, действительно ли генетика определяет способность видов к сложным социальным взаимодействиям. Результаты своей работы исследователи опубликовали в журнале Current Biology.

Общественный образ жизни (эусоциальность) считается одной из самых сложных и совершенных форм кооперации в животном мире. При таком устройстве размножается только матка, а тысячи бесплодных рабочих особей ухаживают за потомством и защищают гнездо. Все муравьи, медоносные пчелы и многие осы живут именно так, тогда как среди других насекомых (термитов, жуков или тли) этот феномен встречается крайне редко.

С 1960-х годов учебники биологии объясняли эту загадку гаплодиплоидией — особой системой размножения, при которой самки развиваются из оплодотворенных яиц (и имеют двойной набор хромосом), а самцы — из неоплодотворенных (с одинарным набором). Из-за этого самки получают от отца абсолютно одинаковый набор генов, а родные сестры связаны между собой сильнее (в среднем на 75% генов), чем были бы связаны со своими гипотетическими детьми (50%).

Биологи полагали, что на заре эволюции древним предкам пчел и муравьев стало математически выгоднее не заводить собственное потомство, а помогать матери выращивать сестер, передавая в следующие поколения больше общих генов. Поколение за поколением эта стратегия закреплялась, пока рабочие особи окончательно не отказались от собственного размножения в пользу сложной коллективной системы с одной откладывающей яйца маткой.

На первый взгляд, результаты исследования подтверждали старую теорию. Однако детальная проверка показала: вся статистика держится лишь на одной-единственной эволюционной ветви — жалящих перепончатокрылых, к которым относятся пчелы, осы и муравьи.

Среди всех остальных насекомых, обладающих точно таким же способом передачи генов, коллективные колонии практически не встречаются. Если бы эта генетическая особенность действительно была главным двигателем эволюции, то и другие виды с такой же генетикой массово создавали бы сложные социальные системы. В реальности же они образуют колонии не чаще, чем виды со стандартной генетикой. Анализ показал, что уникальная система размножения оказалась лишь совпадением внутри отдельной группы насекомых, а не универсальным двигателем эволюции.

Биологи пришли к выводу, что ключевым двигателем эволюции стали вовсе не особенности хромосом, а анатомические детали и навыки: появление жала, способность строить защищенные сложные гнезда, особенности питания и внешние факторы окружающей среды. Именно эти черты сделали совместную жизнь и разделение труда выгоднее одиночного существования.