Geriau prarasti savo brolių, bet gauti papildomą galimybę dauginti • Varvara Vedenina • Mokslo naujienos apie "Elementus" • Zoologija, etologija

Geriau prarasti savo bičiulius, bet gaukite papildomos galimybės dauginti

Pav. 1. (a) Karalienė su padidinta pilvo dalimi (kairysis apačia) ir darbo termitai Сryptotermes secundus. (bA) sausos medienos gabalo vaizdas, turintis terminitų koloniją, gautą naudojant kompiuterinę tomografiją; matoma iš anksto išgręžiama ertmė (mėlynas diskas) ir termitai vykdo judesius. (c) Lauko eksperimento "Kolonijų asociacija" schema; Tame pačiame medžių klase buvo dedami du nesusiję tokio paties dydžio kolonai A ir B. (dEksperimento schema "Kolonijų suvienijimo priežastys ir padariniai"; vienoje byloje susijusioms kolonijoms leidžiama susivienyti (sulydyti), kitais atvejais susivienijimas buvo neįmanomas (nesudėtingas). Paveikslėlis iš aptariamo straipsnio Evoliucinės biologijos žurnalas

Manoma, kad esąsčiuose gyvūnuose, pvz., Socialiniuose vabzdžiuose, bendruomenės narių bendradarbiavimas grindžiamas globojimu artimiems giminaičiams, kurie sudaro šią bendruomenę. Bet kaip paaiškinti nesusijusių grupių bendradarbiavimą – pavyzdžiui, termito kolonijas? Kolonijų derinimo termiatuose priežasčių ir pasekmių tyrimas Сryptotermes secundusVokietijos zoologai parodė, kad tik nedidelis darbingo amžiaus žmonių skaičius tampa galimybe tapti veislės kata su tokia sąjunga.Tačiau dauguma žmonių praranda iš sąjungos, nes kolonijų augimas lėtėja ir padidėja buvusių gamintojų mirtingumo tikimybė. Taigi atskirų kolonijos narių savanaudiški interesai pasirodo esąs virš daugumos interesų.

Bendradarbiavimas tarp įvairių organizacijų lygmens organizmų yra plačiai paplitęs ir labai svarbus evoliucijai. Tačiau bendradarbiavimas ne visada yra stabilus, nes dažnai yra sukčiai, kurie bando ne mokėti, bet tik tam, kad gautų naudos. Šis konfliktas gali būti kuo mažesnis, jei visi asmenys, kurie bendradarbiauja tarpusavyje, yra giminaičiai. Ryškus pavyzdys yra vieši vabzdžiai. Socialinių vabzdžių kolonijoje visi dirbantys asmenys yra vienos moterys (karalienės) palikuonys, todėl altruizmas, kuris gauna maistą, rūpinasi savo palikuonimis, valo namus ir pan., Iš tiesų yra jų šeimos narių rūpestis. Taigi bevaisiai dirbantys asmenys palengvina jų genų perdavimą būsimai kartai.

Santykinai neseniai mokslininkai pasiūlė naują teorijąPagal tai, kad nesusiję asmenys gali bendradarbiauti su ezotiškumu (žr .: Naujas požiūris į gyvūnų socialinio gyvenimo būdo kilmę, Elements, 2010 m. Rugsėjo 21 d.). Ši teorija niekada nekyla iš nulio: sukaupta daug empirinių duomenų apie nesusijusią bendradarbiavimą. Pavyzdžiui, atskiras mažas socialinių vabzdžių kolonijas galima sujungti į didesnes bendruomenes. Toks derinys dažnai būna primityviuose termituose, pavyzdžiui, sausųjų medžių termitai (šeimos Kalotermitidae). Viena šios šeimos rūšies, Сryptotermes secundus, pastaraisiais metais buvo intensyviai tiriamas Vokietijos zoologijos Judito Korbio laboratorijoje. Šiai rūšiai 25% gamtos kolonijų yra dviejų ar daugiau nesusijusių kolonijų derinio rezultatas. Judith Korb nusprendė ištirti šio reiškinio priežastis.

S. secundus, kaip ir kiti sausojo medžio termitai, gyvena negyvoje sausoje medienoje; medinis gabalas tarnauja jiems tiek maistui, tiek gyvenimui – jie niekada neišeina už medžio gabalo ribų. Kai medžio gabalas yra visiškai perdirbamas, kai kurie jo gyventojai tiesiog miršta, o kai kurie tampa sparnuotais ir kolonizuoja naują būstą.Skirtingai nuo labiau organizuotų termiatų tipų, kuriuose kastų priklausomybė yra genetiškai iš anksto nustatyta (žr.: "Kastų narių priklausomybė nuo terminų yra genetiškai iš anksto nustatyta", 2007 m. Lapkričio 14 d. "Elets"), tam tikros kastos S. secundus itin plastinė. Darbinis asmuo (ir termitai gali būti tiek moterys, tiek vyrai) visą gyvenimą gali tapti kareiviu, turinčiu labai mažą šios rūšies kolonijų procentą arba dviejų tipų reprodukcinius individus – sparnuotus vyrus arba moterys, kurie gyvena ir jie formuoja naujas kolonijas ar naujus karalius ir jų vietinės būstinės karalienę tuo atveju, jei senieji žūtų. Daugeliu atžvilgių dirbančio asmens likimą lemia maisto buvimas: jei jo gyventojai beveik suvalgia medžio gabalo, darbuotojai tampa sparnuota ir išsidėstę.

Judit Korb laboratorijoje jie sukūrė dvejų metų eksperimentą, kuriame jie tiria, pirma, kaip kolonijos sujungiamos, ir, antra, kokios gali būti tokių asociacijų priežastys ir pasekmės. Autoriai teigė, kad trys scenarijai derinant yra galimi: 1) kolonijos nesuderinamos ir lieka nepriklausomos; 2) kolonijos sujungiamos taikiai,todėl tiek "karališkosios poros" liko gyvi; 3) kolonijos sujungiamos agresyviai, o tik viena gamintoja poros išlieka gyvi (agresyvios sąjungos atveju karaliai ir karalienės užpuolė ir sužeis vienas kitą, taigi viena pora gali išgyventi ir bet kokiu deriniu).

Kolonijos S. secundus surinkti mangrovuose šalia Darvino miesto Australijoje, kur šie termitai gyvena medienoje Ceriops tagal (Rhizophoraceae šeima). Tada termitai buvo perkelti į pušies medieną, kuriame jie buvo stebėtinai gerai pritaikyti. Laukiniai eksperimentai vyko vietinėse sąlygose termitai, šalia Darvino miesto, ir laboratoriniai eksperimentai Vokietijoje. Lauko eksperimentuose buvo tiriamas kolonijų asociacijų atsiradimas. Tam buvo ištirtos 14 porų nesusijusių panašaus dydžio kolonijų, kiekvieną porą pastatydamos atskirame medienoje (1c pav.); Po metų, kolonijos buvo tikrinamos dėl bendrų veiksmų ir termitai sudėties. Naujus gamintojus pripažino pilvo spalva ir dydis.

Paaiškėjo, kad mažiau kolonijų porų (6) liko nepriklausomi, o didesnis skaičius porų (8) susiliejo. Penkios asociacijos buvo taikios, o trys – agresyvios.Kai autoriai palygino atskirų ir taikiai suvienytų kolonijų dydį, šiame parametre nematyti reikšmingų skirtumų (2a pav.). Tačiau taikingai suvienytos kolonijos pasirodė žymiai didesnės nei agresyviai suvienytos poros (2b pav.). Be to, asmenų, kurie tapo naujiems gamintojais, skaičius buvo didesnis vieningose ​​kolonijose nei vienišiose (2c pav.), O aukštesni taikūs nei su agresyviu suvienijimu (2d pav.). Įdomu tai, kad negyvų augintojų skaičius izoliuotose ir sujungtose kolonijose pasirodė panašus (2e pav.).

Pav. 2 Lauko eksperimentų dėl nesusijusių kolonijų suvienijimo rezultatai. Kolonijų dydis nebuvo reikšmingai skiriasi vieningų (sulietų) ir izoliuotų (atskirų) kolonijų (a), bet skiriasi taikiai sujungtų (taikių) ir agresyviai vieningų (agresyvių) kolonijų atveju (b) Reprodukcinių individų skaičius buvo didesnis kombinuotose kolonijose nei izoliuotose kolonijose (c) ir taikingai sujungtose kolonijose, nei agresyviai suvienytose kolonijose (d) Negyvų lytinių organų skaičius nesiskyrė su kombinuotomis ir izoliuotais kolonijomis (e), tačiau skiriasi taikingai sujungus ir agresyviai vieningą (f)Paveikslėlis iš aptariamo straipsnio Evoliucinės biologijos žurnalas

Laboratorijoje buvo atlikti kontroliniai eksperimentai su susijusiomis kolonijomis. Tai buvo padaryta siekiant pašalinti konfliktą tarp nesusijusių asmenų ir ištirti kolonijų suvienijimo priežastis ir padarinius. Iš pradžių kiekviena kolonija buvo padalinta į dvi ir leido jiems prisitaikyti. Tada poros susijusių kolonijų buvo naudojamos dviejuose eksperimentuose. Vienos serijos eksperimentų metu kolonijų poros negalėjo sujungti, net jei jie tikrai norėjo, nes jų medžio gabalas buvo padalintas į dvi dalis ir padalintas iš tinklinio audeklo tinklelio, kuris neleido formuoti judesių (1d pav., Neapsaugotas). Kitose eksperimentų serijose kolonijos galėtų sujungti, nes du medienos gabalai buvo be jokių kliūčių tarp jų (1d pav., Lydyto). Šis eksperimentas truko dvejus metus, po kurio autoriai įvertino kolonijų augimą, termitai išgyvenimą ir gamintojų (karalienių ir karalių) skaičių.

Laboratorijoje visos septyni giminingų kolonijų poros, kurios gali būti vieningos, suvienytos, nors dviem atvejais asociacija buvo agresyvi. Įdomu tai, kad agresyviai susijungė mažiausi kolonijų poros.Kaip ir lauko eksperimentuose, autoriai nerado skirtumo tarp jungtinių ir izoliuotų susijusių kolonijų augimo. Tačiau kolonijų išgyvenamumas buvo skirtingas: išliko visos kombinuotos kolonijos, o viena pora izoliuotų kolonijų mirė. Vėlgi, kaip ir lauko eksperimentuose, mirusių reprodukcinių individų skaičius nesiskyrė sujungtose ir izoliuo tose kolonijose, tačiau naujų gamintojų skaičius buvo didesnis jungtinėse kolonijose.

Kokią išvadą autoriai daro iš viso šio darbo? Kolonijų derinimas yra naudingas tik keletui termi tetų, kurie turi galimybę tapti karaliumi arba karaliene. Daugelis žmonių negauna jokios naudos ir gali netgi prarasti, nes kolonijos augimas lėtėja agresyvios vienybės atveju. Kodėl tada kolonija vienija? S. secundus? Autoriai teigia, kad asociacija prisideda prie kolonijos kaip visumos išlikimo, net jei asociacija įvyksta agresyviai. Tačiau čia yra tam tikrų prieštaravimų. Kaip parodyta šiame darbe, agresyvi asociacija labiau būdinga mažesnėms kolonijoms (autoriai netgi gali rasti šio reiškinio paaiškinimą: kiekvienas kolonijos narys turi savo kvapą,o mažose kolonijose individualus kvapo kintamumas yra mažesnis nei didelėse kolonijose; kuo didesnis šis kintamumas, tuo lengviau supainioti savo ir jo lizdo atstovus, kai jie susitinka su skirtingų kolonijų asmenimis. Kita vertus, logiška manyti, kad mažiausioms kolonijoms būtų naudingiausia suvienyti. Įvairiuose eusocialiniuose gyvūnuose buvo įrodyta, kad rūšyse su didelėmis kolonijomis paprastai bendradarbiaujama geriau (žr.: Tarpgrupė konkurencija skatina bendradarbiavimą grupės viduje). Tuo pat metu autoriai pabrėžia, kad didesnės didesnės kolonijos yra dažniau pasitaikančios. S. secundus. Tokiu atveju gamtoje turi būti rasta labai mažų kolonijų arba labai didelių.

Bet jei atsijungiate nuo procesų, kurie gali atsirasti gamtoje, ir analizuokite tik eksperimentinius duomenis, gautus šiame darbe, autorių išvados yra gana įtikinamos. Termitai S. secundussiekdami tapti reprodukciniais asmenimis, jie siekia savanaudiškų interesų likusios kolonijos sąskaita. Akivaizdu, kad tokie egoistiniai interesai gali prisidėti prie evoliucijos evoliucijos.

Šaltinis: J. Korb, E. A.Roux. Kodėl prisijungti prie kaimyno: fitnesas terminuose // Evoliucinės biologijos žurnalas. Paskelbta internete 2012.09.21.

Varvara Vedenina


Like this post? Please share to your friends:
Parašykite komentarą

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: