Описано
более 14000 видов муравьёв. Первые муравьи, вероятно, появились в Юрском или Меловом
периоде, 140–168 миллионов лет назад. Это были насекомые, существующие семьями,
и всё, что известно сегодня о социальном поведении у муравьёв, указывает на то,
что это свойство было получено от общего предка. Однако со временем это
поведение независимо приобрело ряд особенностей у различных групп муравьёв. Истинно
общественные насекомые живут в колониях, совместно заботясь о потомстве,
колонии характеризуются разделением
труда, и только отдельные особи в них способны к размножению (как правило, это
одна самка – царица). Первоначально различия в участии в размножении в составе
колонии не были такими выраженными. Похожие формы колоний существуют и сейчас у
некотоых видов, в них постоянно происходят конфликты, система рангов сложная,
однако, в ходе конфликта, особь может повысить свой ранг. Эти колонии очень
маленькие. В огромных колониях муравьёв – муравейников, конфликтов нет, а
положение особи определяется другими способами.
Большая
часть муравьёв в колонии – самки. Личинка самки может стать рабочим или царицей.
Неосемененные яйца дадут мужское потомство. Различия в питании определяют
гормональные и эпигенетические особенности, которые, в свою очередь, определяют
касту. У некоторых муравьёв задачи, решаемые рабочей особью, могут изменяться с
возрастом (как правило, более взрослые особи выходят из гнезда, а более молодые
трудятся в гнезде), у других различные рабочие так сильно различаются, что их обязанности определяются более
сложно.
Не
только питание может определять статус особи: у Pogonomyrmex barbatus рабочие особи появляются при неродственном скрещивании,
а королевы – при родственном, поскольку у них, как и у ряда других видов, королева
может спариваться несколько раз. Феромоны используются для координации
поведения и физиологических процессов муравьёв в колонии, они регулируют
доминирование и подавляют репродуктивную функцию у рабочих. Однако у Camponotus floridanus рабочие особи могут производить на свет самцов –
оплодотворение для этого не требуется. В развитии социального поведения,
по-видимому, задействовано метилирование, разнообразие облика каст связано с
ещё большей его изменчивостью. В разделении каст в колонии участвуют и
микроРНК, в частности mir-64 , по
разному экспрессирующаяся у самцов, и рабочих различных каст. Вителлогенин –
белок, важный для откладки яиц насекомыми. Его ген у муравьёв удвоился и
появилось два паралога – один экспрессируется у цариц, другой для рабочих
В высокоорганизованных
колониях, как правило, царица одна. Она вылетает из материнской колонии,
спаривается с одним или несколькими самцами, улетает на некоторое расстояние от
своего муравейника и даёт начало новому. Королева может улетать на впечатляющие
расстояния от гнезда, например у Solenopsis
invicta – на 8 км. После спаривания
самцы гибнут, а самка, сохраняя сперму в сперматеке, чтобы постепенно
расходовать её в ходе своей жизни, откладывает первую кладку яиц. Пищей для
первых личинок служат питательные вещества из жирового тела и мышц крыльев,
которые из-за этого истощаются. Королев может быть и несколько, их количество
может исчисляться сотнями. Это зависит от вида. General
protein-9 (Gp-9) – ген, аллели которого ассоциированы с количеством королев в
колонии муравьёв рода Solenopsis. Аллели
типа B в гомозиготе связаны с формированием колоний с одной королевой.
Если королева и некоторые особи в колонии содержат аллель b, то королев может
быть несколько, эта аллель возникла позже. Продукт данного гена - белок,
связывающий сигнальные молекулы, используемые при феромоновой коммуникации.
Размер
генома у муравьёв составляет о250 - 753 млн. пн, что в многом зависит от
содержания повторов, составляющих 11–28%
генома. Сокращения количества повторов не наблюдается, в отличие от
пчёл. Геном муравьёв включает 16123–18564 генов, что, в общем, обычно для
насекомых. Он богат генами, задействованными в тактильной и химической передаче
сигналов, генами пептидаз и липидного метаболизма, генами рецепторов, связанных
с G-белками. Особенно важна для муравьёв химическая коммуникация – восприятие
запахов, ионотропные и вкусовые рецепторы. У муравьёв высоко разнообразие генов
синтеза углеводов, используемых в коммуникации и цитохромов p450, что указывает
на необходимость детоксикации пищи. Количество генов врождённого иммунитета у
муравьёв снижается, но развивается гигиена колонии – удаление больных особей, забота
о чистоте. У муравьёв с более сложной общественной организацией этот процесс
более выражен. У социальных насекомых также развивается нервная система.
Сверхорганизм
- это явление, свойственное немногим видам так называемых социальных насекомых.
Преимуществом социального образа жизни является совместная забота о потомстве,
вероятно, это был один их шагов к его становлению у насекомых. Сохраняя царицу,
рабочие муравьи, однако, сохраняют свои гены, которые есть и у неё и перейдут в
потомство. Данная стратегия сделала муравьёв очень успешными, и они встречаются
повсеместно. Царица, между тем, не является главой колонии – существование колонии
определяется взаимосвязями в ней. Например, королева начинает производить
потомство, способное к размножению, рабочие особи могут убивать такие личинки,
если данное поведение несвоевременно по каким-то причинам. Возможно есть и
другие способы обратной связи, но они пока не изучены.
Комментариев нет:
Отправить комментарий