Биологи опровергли генетическую основу социальной эволюции насекомых

Биологи из Университета штата Аризона поставили под сомнение теорию, которая более 60 лет объясняла происхождение сложных обществ у муравьев, пчел и ос. Вопреки устоявшимся представлениям, особая генетическая система этих насекомых, скорее всего, не была ключевым фактором их социальной эволюции. Результаты исследования опубликованы в журнале Current Biology.

Пчелиная матка в окружении рабочих пчел на сотах. Крупный план медовых сот с пчелиной семьей.

Эусоциальность – одна из самых сложных форм социальной организации в природе. Она предполагает разделение колонии на репродуктивных особей, или «королев», и неразмножающихся «рабочих», которые совместно заботятся о потомстве. Долгое время считалось, что частое возникновение эусоциальности у перепончатокрылых (пчел, ос, муравьев) связано с их гаплодиплоидной генетической системой. При такой системе самки развиваются из оплодотворенных яиц и имеют двойной набор хромосом, а самцы – из неоплодотворенных, имея одинарный набор. Это приводит к тому, что родные сестры оказываются более близкими родственниками друг другу, чем собственным детям. Теория предполагала, что самкам эволюционно выгоднее помогать матери-королеве выращивать новых сестер, чем заводить собственное потомство.

Чтобы проверить эту гипотезу в широком масштабе, ученые проанализировали данные о генетике и социальном поведении почти 69 тысяч видов насекомых. Информацию наложили на два крупнейших эволюционных древа, чтобы отследить, как часто эусоциальность появлялась в разных группах. Первичные результаты, казалось, подтверждали классическую теорию: сложные общества действительно чаще возникали среди гаплодиплоидных видов.

Однако при более глубоком анализе выяснилось, что почти вся статистическая связь обеспечивается одной эволюционной ветвью – жалящими перепончатокрылыми. Если исключить эту группу из рассмотрения, корреляция исчезает. Гаплодиплоидные насекомые за пределами этой ветви развивали эусоциальность не чаще, чем виды с обычной (диплоидной) системой, например термиты или тли. По мнению авторов, это означает, что не сама по себе генетика, а другие биологические черты, присущие жалящим перепончатокрылым, способствовали развитию у них кооперации. Среди таких факторов могут быть наличие жала, которое облегчает защиту гнезда, и сложные формы гнездового поведения.