В мире муравьев судьба каждой особи предопределена с самого рождения: одни становятся королевами, другие — рабочими. Но что именно решает, кто займет высшую ступень в иерархии колонии? Новое исследование проливает свет на этот вопрос, подтверждая, что ключевую роль играют не только условия развития, но и генетика.
Долгое время считалось, что каста муравья зависит от факторов окружающей среды, таких как питание и температура. Однако последние данные показали, что размер тела и генетическая предрасположенность тесно связаны с тем, станет ли особь королевой или останется рабочим. Королевы отличаются не только крупными размерами, но и развитыми крыльями, сложной зрительной системой и репродуктивными органами. В то же время рабочие муравьи меньше, бескрылы и обычно не размножаются.
Ученые из Рокфеллеровского университета (США) под руководством профессора Дэниела Кронауэра провели серию экспериментов на клонированных муравьях-рейдерах Ooceraea biroi. Этот вид был выбран из-за особенностей размножения: все особи генетически идентичны, что позволило исключить влияние наследственных различий. Исследователи манипулировали условиями выращивания личинок, изменяя количество пищи и температуру, и обнаружили, что каста муравья напрямую зависит от его размера.
Однако ключевым открытием стало то, что генетика влияет не только на размер, но и на «порог», при котором муравей начинает развиваться как королева. Даже при одинаковых условиях разные генетические линии демонстрировали различные склонности к формированию кастовых признаков.
Например, муравьи из одной генетической линии оставались мелкими даже при обильном питании, но при этом чаще проявляли черты, характерные для королев. Другая линия, напротив, росла крупнее, но реже развивала репродуктивные органы. Это означает, что гены определяют не только размер, но и то, как этот размер соотносится с кастой.
Эти выводы имеют значение не только для мирмекологии — науки о муравьях. По словам Кронауэра, изучение кастовых систем помогает понять, как в природе возникают сложные социальные структуры. Кроме того, исследование ставит вопрос о том, насколько пластичность развития зависит от генетики. У других насекомых, таких как плодовые мушки, размер тела и морфологические признаки могут меняться независимо. У муравьев же эти параметры жестко связаны, что указывает на уникальность их эволюционного пути.
Ранее ученые рассказали, зачем муравьи выращивают грибы.
