Чрез елиминиране на кралицата, убиецът освобождава пътя на работниците да снасят мъжки яйца

Един ден преди няколко години, докато работеше върху оси в тропическа гора в Коста Рика, ентомологът Кевин Дж. Лууп, следдокторант в Калифорнийския университет в Ривърсайд, започна да чете за загадъчното матрицидно поведение на някои социални насекоми. При повечето социални насекоми, като пчели, мравки и оси, работниците, които са жени, работят цял ​​живот, за да помогнат на кралицата да роди ново потомство. И все пак в литературата Loope намери анекдотични доклади за работници, които убиват своята кралица, представяйки завладяващ еволюционен пъзел.

елиминирайки

„Наблюденията за убийството на кралици ми се сториха парадоксални“, каза Луп. „Защо в някои ситуации се плаща, за да се помогне на кралицата, но след това се плаща и за да я убият в други? Какво обяснява защо някои дами биват убити, а други не и защо изобщо да я убиват? за доброто на кралицата или на колонията. Но изглежда, че работниците са по-пресметливи и помагат или нараняват кралицата в зависимост от обстоятелствата, в които са попаднали. "

За да проучи пъзела, Loope създаде колонии за наблюдение на оси от жълто яке, снима ги непрекъснато с помощта на видеокамери и след това отбелязва кога се е случило матрицид. Той също така събира диви колонии, за да увеличи размера на пробата, извеждайки матрицид от зрели колонии без майки. Проведените от него поведенчески наблюдения и генетични анализи на колонии на оси му показват, че работните оси убиват кралици, когато са в колонии с много пълни братя и сестри, но не и в колонии с комбинация от пълни и полубратя и сестри.

"Работниците оценяват ситуацията в тяхната колония и решават да се разбунтуват срещу кралицата само когато генетичният състав на колонията го прави благоприятен", каза Луп. „Основното предимство е да позволите на вашите сестрински работници да снасят мъжки яйца, а не на кралицата, която обикновено спира възпроизводството на работника чрез ядене на яйца, атака на възпроизвеждащи се работници и чрез снасяне на много от собствените си яйца. позволява на други работници и себе си да снасят мъжки яйца. "

Работниците изпълняват всички задачи по отглеждането на пилото. Те се хранят за храна, хранят потомството и царицата, изграждат гнездото и го защитават. Само от време на време те се опитват да се размножат. Мъжките се произвеждат в края на годината и се чифтосват с новите майки. Тогава мъжките умират. Работниците никога не се чифтосват, но все пак могат да снасят мъжки яйца поради странност в генетичната им система. Това им позволява да се състезават с кралицата за производството на мъжки.

- Оттук и матрицидът - каза Луп. "Работниците не са безсмислени автомати, работещи за кралицата, независимо от всичко. Те алтруистично се отказват от възпроизвеждането само когато контекстът е прав, но се бунтуват, когато им е от полза да го направят."

Проучването е едно от малкото, които предполагат, че работниците могат да оценят относителните пропорции на пълноправни и полубратя и сестри в своята колония и да реагират адаптивно, когато възникнат конфликти на интереси за това какво трябва да направи колонията, например да отглеждат синове на работници или синове на кралицата.

"При силно евсоциалните видове алтруизмът към кралицата обикновено е безусловен", каза Луп. "Това проучване обаче предоставя първото задълбочено разследване на поведението на убиване на кралици, често срещано, но трудно за наблюдение събитие в живота на много пчелни и осени колонии. Измислих начин за непрекъснато наблюдение на колониите с помощта на видео, което позволи за първите видео наблюдения на това поведение. "

Резултатите от проучването се появяват онлайн в Current Biology.

Loope обясни, че генетичният състав на колонията се определя от това колко пъти кралицата се чифтосва (обикновено веднъж или два пъти) и от това колко равномерно използва спермата на двама мъже, ако се е чифтосала два пъти. Той установява, че колониите, които са преживели матрицид, имат по-голям дял от пълни братя и сестри (измерено чрез средната връзка между членовете на колонията) от тези, които не са изпитвали матрицид.

"Този модел се определя от броя пъти, в които кралицата се чифтосва, както и от равномерността на употребата на сперма за дами, които са се чифтосвали два пъти, което предполага, че работниците могат да различават тези различни видове дами", каза Луп. „Работник, убиващ кралици, се възползва от матрицид в колонии с самотен баща, защото тя кара колонията да отглежда синове на други работници, а не синове на кралицата. В такива колонии работниците са по-свързани със синовете на работниците, отколкото с кралиците“ синове.

"Теорията за селекция на роднини, продължение на еволюционната теория, предвижда еволюцията на поведението, което благоприятства близките пред по-далечните роднини; полубратята и сестрите са по-далечни от пълните братя и сестри, така че матрицидът е по-малко полезен в колонии с много полубратя и сестри", добави Луп "По този начин това проучване предоставя рядка подкрепа на теорията за селекция на рода с вариации в поведението сред колониите. Работниците реагират на състава на своите колонии, както е предсказано от теорията за селекция на роднини."

Loope сега работи, за да разбере как взаимодействието на осите на жълтите якета с други видове може да формира преходи в социалната организация.