Муравьи известны как работяги, неустанно выполняющие поставленные перед ними задачи — добыча пищи, воспитание личинок, рытье туннелей, уборка гнезда. Но, по правде говоря, некоторые из них являются полными бездельниками. Это своего рода социальные паразиты, которые не привыкли работать для обеспечения своей жизнедеятельности. Чтобы выжить, муравьи-бездельники проникают в колонию близкородственных муравьев, где их число относительно низкое, а значит, последним будет сложно определить, что в колонии есть чужаки.
Ленивые насекомые
Давно считалось, что эти решительно ленивые насекомые, вероятно, развивали свои королевские характеристики постепенно, посредством серии мутаций, находясь при этом в изолированной обстановке. Сейчас ученые в Лаборатории социальной эволюции и поведения в университете Рокфеллера в Гарвардском университете изучают новую теорию. Они обнаружили мутантов, похожих на королеву, тех самых паразитирующих муравьев. Они спонтанно появлялись в колониях клональных муравьев-рейдеров, которые обычно не имеют королевы.
Ученые утверждают, что этот мутант похож на предшественника других паразитических видов. Это новый способ понять, как муравьи развиваются, чтобы жить и не работать.
Генетика муравьев
Стоит окунуться в генетику этих уникальных муравьев, чтобы лучше понять молекулярные механизмы, лежащие в основе кастовой дифференциации, или то, как муравей превращается в работника или королеву. До сих пор эти механизмы остаются неизвестными. Это исследование также может помочь осветить биологические процессы, которые стимулируют развитие всех животных.
Секвенирование всего генома показало, что у паразитирующих муравьев есть мутация в 13 хромосоме, которая структурно аналогична хромосомам, регулирующим социальную структуру колонии у обычных муравьев. Эта мутантная хромосома, по-видимому, содержит набор генов, которые работают для создания определенного фенотипа. Этот набор содержит более 200 отдельных генов, непропорциональное количество которых способствует метаболизму некоторых гормонов, позволяющих муравьям паразитировать.
Ученые уже выявили, что мутанты, похожие на королеву, откладывают яйца, которые превращаются в копии самих себя. Они также проверили их поведение. Муравьиные союзы для поиска пищи, состоящие полностью из мутантов, похожих на королеву, были вдвое меньше, чем у рабочих муравьев, и они гораздо реже пытались заручиться поддержкой других муравьев, чтобы найти еду. Такое поведение было своего рода посредником между усердием рабочих муравьев и полной зависимостью королев, что позволяет муравьям-мутантам избегать опасности быть изгнанными.
Регуляция потомства
Несмотря на то, что они откладывают вдвое больше яиц, чем их хозяева, муравьи-паразиты сами регулируют количество голов в потомстве. Они могут спокойно жить только в том случае, пока их число не превышает 25 процентов от количества основных жителей.
Проблемы бездельников
Несмотря на беззаботную жизнь, эти муравьи постоянно сталкиваются с проблемами. В первую очередь они нуждаются в помощи рабочих муравьев, чтобы освободить свои крылья после вылупления из кокона. И если у рабочих слишком много королев, о которых они должны заботиться, помощи бездельникам они не окажут, из-за чего муравьи-паразиты могут умереть запутанными в своей кукольной коже.
Возможна ли эволюция?
Ученые решили проверить идею о том, что один вид животного может иметь разные формы, в данном случае рабочие муравьи и муравьи-паразиты. Эта идея лежит в основе изучения тайны муравьиных каст и природы в целом. Поскольку социальные паразиты могут появляться и не по причине очень специфического типа мутаций, влияющих на развитие муравьиной касты, изучение мутантов, внешне похожих на королеву, может помочь понять все еще неизвестные молекулярные механизмы, которые позволяют личинкам муравья развивать различные морфологии касты.
Полученные результаты могут привести к дальнейшим исследованиям важного процесса развития, известного как аллометрическое масштабирование, которое происходит у всех животных, включая людей. Аллометрическое масштабирование поддерживает ткани организма пропорциональными размеру его тела по мере его роста.
Его механизмы неизвестны, но понимание их, вероятно, имеет отношение ко многим аспектам биологии человека, включая болезни. Возможно, изучение мутантов, похожих на королеву, может обеспечить новый путь исследования.
