Муравьиная колония обычно представляет собой сложный социальный механизм, где одна матка окружена тысячами бесплодных рабочих самок, а самцы появляются лишь на короткий период для спаривания. Но японский вид Temnothorax kinomurai выбрал радикально иной путь эволюции.
Найден вид муравьев, в котором нет рабочих особей, все — королевы
Биологи из Регенсбургского университета в Германии представили результаты исследования уникального вида муравьев Temnothorax kinomurai. Ученые доказали, что эта популяция полностью исключила из своего жизненного цикла самцов и рабочих особей, превратившись в сообщество, состоящее исключительно из плодовитых королев.
Королева муравьев Temnothorax kinomurai в чужом гнезде. K. Kinomura
Партеногенез. Секрет выживания этого вида без генетической деградации кроется в особой форме партеногенеза — телотокии. В отличие от простого копирования, этот механизм позволяет сохранять двойной набор хромосом у потомства без участия самцов. Пока вид-хозяин стабилен, паразиту не нужно адаптироваться к среде, строить гнезда или искать еду — эти функции стерты из его генома. Узкая специализация на захвате и размножении позволяет клонам существовать тысячелетиями, не теряя эффективности в своей нише. Жесткий естественный отбор отсеивает любые неудачные мутации еще на стадии штурма чужого гнезда. Если молодая королева из-за генетического дефекта совершит ошибку в химической маскировке или проявит слабость в схватке, рабочие хозяев немедленно ее уничтожат. Таким образом, в популяции закрепляются только идеальные копии «профессиональных захватчиц».
Эти муравьи являются социальными паразитами, которые не строят собственных гнезд и не добывают пищу. Вместо этого молодая королева вторгается в чужую колонию родственного вида Temnothorax makora, убивает законную правительницу и часть ее свиты, после чего занимает «престол». Оставшиеся в живых рабочие муравьи, будучи обманутыми химическими сигналами захватчицы, начинают ухаживать за ее потомством, не подозревая, что растят врагов.
Особенность ситуации заключается в том, что из яиц паразита вылупляются не рабочие муравьи, которые могли бы помочь колонии, а только новые королевы. Это стало возможным благодаря партеногенезу — способу размножения, при котором самки производят генетических клонов самих себя без участия самцов.
Гнездо королевы Temnothorax kinomurai.
Исследователи подтвердили это, вырастив несколько поколений насекомых в лабораторных условиях и тщательно изучив их анатомию. У молодых особей полностью отсутствуют признаки мужского пола, а их гениталии подтверждают статус полноценных маток, готовых к захвату новых территорий. Работа опубликована в журнале Current Biology.
Эволюционный риск и стратегия успеха
Такая стратегия кажется крайне рискованной, ведь захват чужого гнезда часто заканчивается гибелью претендентки. Тем не менее, математически этот подход оправдан. «Если партеногенез развивается вследствие случайной мутации, как у T. kinomurai, матки могут производить сотню дочерей, которым не нужно спариваться — следовательно, появляется сто королев, пытающихся основать новую колонию», — отмечает соавтор работы Юрген Хайнце. По его словам, успех партеногенетических маток в конечном итоге оказывается выше, чем у тех, кто полагается на традиционное половое размножение.
Temnothorax kinomurai, бесполый паразит
Этот вид можно считать финальной стадией эволюции социального паразитизма. Он демонстрирует удивительную пластичность насекомых, способных полностью перестроить свою социальную структуру ради выживания. Отсутствие необходимости тратить ресурсы на производство рабочих особей или поиск партнеров для спаривания позволяет виду максимально эффективно тиражировать свои гены.
Каждая особь в этой популяции является самостоятельной репродуктивной единицей, что превращает вид в армию потенциальных колонизаторов, где нет места разделению труда, а каждая особь стремится лишь к одной цели — стать королевой чужого дома.