Секреты эусоциальности насекомых

Ученые из США и Канады выяснили, что появление в процессе эволюции эусоциальности у общественных насекомых, судя по всему, происходило разными путями. В качестве доказательства они представили модель изменения геномов у различных эусоциальных перепончатокрылых. Скорость накопления мутаций оказалась различной даже у близкородственных видов.

Многие из нас с трудом отличат пчелу от осы, однако жалящих перепончатокрылых (Aculeata), тем не менее, насчитывается 20 тысяч (!) видов, и с этим нельзя не считаться. Шмели, пчелы-медоносы и осы-одиночки не имеют между собой ничего общего, кроме внешнего сходства. Их образ жизни различается так же, как у монарха, живущего в белокаменном дворце, и отшельника, довольствующегося шалашом, построенным в чаще леса.

Исследование, проведенное американцами, было посвящено эволюции пчелиной эусоциальности. Этим термином обозначается наивысший уровень социальной организации представителей животного мира. У пчел все выстроено донельзя рационально: часть самок, отказавшись от «радости материнства», работает на благо сообщества и посвящает себя совершенно другим задачам — поискам пищи, защите гнезда и уходу за молодыми пчелами.

Эусоциальность у представителей фауны — это редкость, отмечает Джин Робинсон, профессор энтомологии Университета Иллинойса и глава Института геномной биологии. Муравьи, термиты, пчелы, осы и пара видов грызунов, голых и дамарских землекопов (подробнее о них читайте в статье «Если люди вымрут, их заменят землекопы«), — вот и весь перечень животных, разделяющих принципы эусоциальности.

Самые верные этим принципам представители пчелиного сообщества — медоносы и охранники. Пчеломатке проблемы ее гнезда «по барабану» — главное, чтобы вокруг нее было достаточно стерильных нянек, которые следят и за ней, и за потомством. Иногда встречаются особи с примитивной эусоциальностью — отдельные самки, которые с нуля обустраивают жилище, а затем, набрав достаточное количество работников, являющихся первыми дочерьми основательницы, провозглашают себя королевой.

Профессор Сидни Кэмерон не любит термин «примитивная эусоциальность»: по его мнению, это означает, что пчела потенциально готова примерить на себя другую роль: «Пчелы не стремятся повысить свой уровень эусоциальности. Это все равно, если бы стерильные няньки сидели бы и кручинились — ах, мол, если бы только я могла стать фуражиром (добытчицей меда)!»

«Принято говорить об эволюции эусоциальности, — замечает Робинсон. — Однако мы хотим подчеркнуть, что у разных видов пчел это были независимые эволюционные события. И намерены проследить историю каждого из них».

Чтобы разобраться в заявленной теме, исследователи продиагностировали последовательность активных генов (то есть тех, которые участвуют в транскрипции белков) у девяти видов пчел — от пчелы-одиночки Megachile rotundata, питающейся листьями, до высоко эусоциализированного медоноса Apis florea. Образцом для сравнения ученые выбрали геном пчелы Apis mellifera, с которым и сопоставляли генетические изменения у других видов пчел.

Кэмерон задался вопросом — существуют ли гены, уникальные для пчел с высоким уровнем эусоциализации и не встречающиеся у «посредственностей». И действительно, различия были обнаружены. Более того, у каждой группы генетические изменения проходили абсолютно по разным сценариям. Частота и характер этих изменений натолкнули исследователей на мысль об «ускоренной эволюции», специфичной для каждого типа общественной жизни.

Пока американские ученые копаются в геноме, канадские бьют тревогу: североамериканские шмели отказываются опылять растения. Это могло бы показаться смешным, когда бы не было так серьезно: примерно треть того, что попадает на наш стол, плодоносит и размножается благодаря опылению. Так что перспективы такого безответственного поведения шмелей налицо.

Майкл Оттерстаттер и Джеймс Томсон из Университета Торонто заявили, что «коммерческие» шмели заражают диких, из-за чего последние начинают саботировать свои обязанности. «Нанятые» летуны часто страдают от критидиоза — заболевания, вызванного паразитами Crithidia bombi. Рядом с теплицами, где содержатся «прирученные» особи, число зараженных шмелей бьет все рекорды — до половины «дичков» оказываются носителями Crithidia bombi. Чем дальше от теплиц — тем меньше в кишечнике диких шмелей обнаруживается простейших жгутиковых паразитов.

Ученые предупреждают, что, хотя зараза распространяется довольно медленно, она не щадит никого, так что скоро можно будет говорить о масштабной эпидемии среди пчел, если не предпринимать никаких мер. Дело в том, что этот паразит в принципе достаточно легко переходит и на медоносных пчел, хотя последние, в общем-то, пока достаточно быстро справляются с данной инфекцией. Но, к сожалению, только пока…

Наталья Синица