Общепризнанная теория о муравьях, пчелах и осах оказалась неверной

Когда в 1960-х годах предложили гипотезу о роли гаплодиплоидии в возникновении эусоциальности у насекомых, она быстро стала классикой и попала в учебники. Но проверять ее на больших массивах данных никто не спешил. Исследователи из Университета штата Аризона собрали сведения о социальном поведении и генетических системах десятков тысяч видов и нанесли их на эволюционные деревья. Результат опровергает общепринятое мнение о создании сложных колоний у перепончатокрылых.

Что такое эусоциальность

Эусоциальность — самая сложная форма общественной организации в животном мире. Ее признаки:

• совместная забота о потомстве;

• перекрывание поколений — несколько поколений в колонии;

• разделение репродуктивных функций: одна или несколько особей размножаются, остальные — рабочие.

Все муравьи, медоносные пчелы и некоторые осы — эусоциальны. У других насекомых (тлей, жуков, мух) это встречается редко.

Гипотеза гаплодиплоидии

В 1960-х годах возникло объяснение эусоциальности у перепончатокрылых: гаплодиплоидия — система, где самки (два набора хромосом) развиваются из оплодотворенных яиц, а самцы (один набор) — из неоплодотворенных.

У таких видов сестры генетически ближе друг к другу (75% общих генов), чем мать — к дочери (50%). Теоретически самке выгоднее помогать матери выращивать сестер, чем производить собственных детенышей. Идея стала классической, хотя ее почти не проверяли на больших данных.

Новая теория

Сачин Суреш и Тимоти Линксвейер из Университета штата Аризона в США собрали данные о социальном поведении и генетических системах десятков тысяч видов насекомых (почти 69 000 особей) и нанесла их на два крупнейших филогенетических дерева. С помощью сравнительных методов они оценили частоту возникновения эусоциальности у гаплодиплоидных и диплоидных групп.

На первом этапе результаты подтверждали старую теорию: у гаплодиплоидных видов эусоциальность появлялась чаще. Однако весь статистический сигнал исходил от одной ветви — жалящих перепончатокрылых, то есть ос, пчел и муравьев.

Когда эволюционную историю этой группы учли отдельно, оказалось, что за пределами жалящих перепончатокрылых гаплодиплоидные виды приобретали эусоциальность с той же частотой, что и диплоидные. То есть гаплодиплоидия сама по себе не создает предпосылок для социальности.

В чем же причина

Теперь внимание исследователей смещается к экологии и образу жизни. Среди возможных факторов появления эусоциальности рассматриваются:

• наличие жала;

• специализированные способы строительства и защиты гнезд;

• другие особенности биологии, которые могли сделать кооперацию особенно выгодной.

Работа, опубликованная в Current Biology, стала одной из самых масштабных проверок фундаментальной эволюционной идеи. Она показывает, что даже очень известные теории важно перепроверять на больших данных.