Комахи допомогли розкрити еволюційний парадокс Дарвіна

12.09.2015

Комахи допомогли розкрити еволюційний парадокс Дарвіна

У ході дослідження була проведена реконструкція «сімейного древа» 267 особин різних видів суспільних комах. Для кожної особини вчені намагалися з’ясувати, чи є вона моно — або полігамної (фото William Hughes).

Міжнародна група вчених пролила світло на еволюційний парадокс, який давно мучило уми біологів: чому деякі види тварин у разі необхідності починають піклуватися про чуже потомство, замість того щоб «плодитися і розмножуватися».

Спостереження за поведінкою суспільних комах – один із способів проникнути в таємниці альтруїстичної загадки. Доктор Вільям Хьюз (William Hughes ) з університету Лідса (University of Leeds ) і його колеги опублікували в журналі Science результати спостережень за кількома групами перетинчастокрилих (Hymenoptera ).

Нагадаємо, що представники цього загону – бджоли, мурашки, оси та ряд інших видів – підтримують суворе поділ праці. Наприклад, коли цариця відкладає яйця, робочі забезпечують їх живленням і захистом.

У чому ж причина такої самопожертви, і чому «трудяги» не намагаються злучитися з дочками матки? Чарльз Дарвін описав цю незрозумілу рефлексію в «Походження видів» і «фундаментальний парадокс», здатний поставити під сумнів всю еволюційну теорію.

Ще в 1964 році відомий британський фахівець із соціальної кооперації у тварин Вільям Гамільтон (William Hamilton ) припустив, що особина може бути еволюційно успішною, не передаючи свої гени безпосередньо, а допомагаючи виховувати чужих нащадків в ході так званого «родового відбору» (kin selection ).

Суть запропонованого пояснення в тому, що, жертвуючи власними інтересами, «альтруїсти» сприяють передачі потомству генів, загальних для їх родової групи. Тобто, піклуючись про «чужих» спадкоємців, вони можуть забезпечити відтворення і свого в тому числі генетичного матеріалу.

Як водиться, багато були не згодні з такою постановкою питання. Наприклад, доктор Едвард Вілсон (Edward Wilson ) з Гарварду (Harvard University ) – ми вже писали про його масштабному проекті «Енциклопедія життя». Він, зокрема, вважав, що наявність генів, які можна передати за допомогою близькоспорідненої особини, не грає істотної ролі: сама потреба у підтримці соціальних відносин диктує турботу про чуже потомство.

досі ні та, ні інша точка зору не знаходили підтвердження. Але існував шанс їх перевірити з допомогою громадських комах: якби всередині спорідненої групи вони були моногамні (одна самка злучається з одним самцем), то це підтвердило б генетичну теорію альтруїзму, а якщо ні – соціальну.

Справа в тому, що у перетинчастокрилих існує незвичайний механізм наслідування статевих ознак: у чоловічих організмів один хромосомний набір, а у жіночих два – материнський і батьківський, як у людей.

Такий принцип успадкування призводить до дуже високого ступеня спорідненості між «сестрами» – у разі моногамії ними успадковується хромосомний набір одного батька.

Комахи допомогли розкрити еволюційний парадокс Дарвіна

Самки переносять «загальний» алель – від одного трутня – і жіночому, і чоловічому потомству. В результаті ступінь спорідненості серед робочих бджіл вкрай висока – 75% (ілюстрація з сайту biologie.uni-halle.de).

Доктор Х’юзу вдалося з’ясувати, що в основі кожної «сім’ї» – великий спорідненої групи комах – лежать моногамні відносини.

На думку авторів дослідження, це означає, що «соціальність» підтримується саме кровними узами: рядові бджоли і мурахи не прагнули злучитися з своїми сестрами, оскільки у них була однакова генетична комбінація. Згодом, коли сестра могла стати маткою, цей набір все одно передався б потомству.

Це відкриття є продовженням дослідження, в якому Хьюз вперше обґрунтував і довів свого роду спадкову передачу влади у мурашок.

Висновки авторів нової роботи вже заслужили суперечливі відгуки.

Канадський біолог Бернар Креспі (Bernard Crespi ) з університету Саймона Фрейзера (Simon Fraser University ) вважає, що отримані результати – справжня віха у вивченні еволюційних підстав турботи про родичів. А Джеймі Хант (Jamie Hunt) з університету Північної Кароліни (North Carolina State University ), навпаки, думає, що в аналізі поведінки комах є «серйозні прогалини», оскільки встановлено лише існування кореляції між моногамією та суспільним устроєм.

та й сам професор Вілсон поки не згоден поступитися своїми поглядами: «Була проведена чудова робота, але вона не доводить, що саме моногамія призводить до соціальних взаємин».

Тим не менш, автори дослідження переконані: моногамія і необхідна при такому способі розмноження кооперація були ключем до еволюції суспільних комах.

Читайте також про те, як функціонує альтруїзм у щурів, або про те, що мурашки не все «на одну особу», а накопичують індивідуальний досвід .

Короткий опис статті: комахи

Джерело: Комахи допомогли розкрити еволюційний парадокс Дарвіна

Також ви можете прочитати