28.08.2008

Австралийские муравьи иногда размножаются без королев

Французские учёные выяснили, что количество и даже физические параметры маток муравьёв вида Rhytidoponera impressa могут изменяться в зависимости от условий окружающей среды. А в некоторых случаях "производство" новых цариц вообще прекращается, и яйца откладывают простые рабочие.

Полученные результаты противоречат ранее общепринятой точке зрения о том, что образование новой муравьиной колонии без королевы невозможно.

Обычно популяция имеет одну царицу, откладывающую яйца, а подавляющее число особей – рабочие муравьи, чьё предназначение – забота о потомстве матки. Таким образом перепончатокрылые (Hymenoptera) могут передавать свои гены: у дочерей матки в среднем 75% наследственного материала, присущего всем остальным сёстрам.

"Принцессы" по достижении определённого возраста улетают из муравейника, чтобы образовать свою семью. Иногда новые царицы покидают "родню" в одиночестве, а иногда – в сопровождении рабочих муравьёв.

Последний способ называется делением колонии (colony fission). Он повышает шансы выжить для маток, поскольку о них будут заботиться с самого начала. С другой стороны, так как рабочие муравьи крыльев не имеют, это ограничивает радиус расселения.

Учёные из французского Национального центра научных исследований (Centre national de la recherche scientifique) и университета Пьера и Марии Кюри (Universite Pierre et Marie Curie) изучили количество и физиологические параметры молодых маток Rhytidoponera impressa. Этот подвид является плотоядным (охотится в основном на других насекомых) и обитает в Западной Австралии.

Перед брачным полётом у молодых маток замеряли уровень метаболических резервов – уровень внутри— и внеклеточных запасов свободных веществ, необходимых для энергетических и других реакций (для обмена то есть).

Исследователи обнаружили, что в тропических условиях северо-западной части континента в колониях рождается много цариц, но с низким уровнем запасов.

А в умеренном юго-западном климате, где зимы более суровые, — наоборот, новые королевы малочисленны, но более "упитанны": они могут в течение длительного периода обходиться без пищи, и в целом их выживаемость гораздо лучше.

Математическое моделирование показало, что все вышеописанные перемены могут происходить в режиме "онлайн" – в зависимости от изменения количества пищи и климатических колебаний.

Но самый интересный механизм в репродукции муравьёв удалось зафиксировать при делении колоний. Если независимое основание новых колоний оказывается неэффективным (то есть шансов выжить у неё меньше), то муравьи просто разделяются.

В этом случае они перестают "производить" новых королев, поскольку в такой группе отложить яйца могут и самки-рабочие (у них, напомним, такую "опцию" никто не отменял). Это оказывается более выгодно, чем содержать сибаритствующую королеву.

Непонятно, правда, как они решают, кто будет заботиться о будущем потомстве. В принципе, учёные уже сталкивались с "раннеэволюционными" колониями муравьёв, например в Африке. У них наблюдались настоящие битвы между самками за то, кто может оставить больше яиц в общей кладке.

Впрочем, авторы исследования отмечают, что количество маток при разделении колонии обычно превышает минимально необходимый уровень, предсказанный математической моделью. Даже с учётом того, что некоторые рабочие муравьи тоже могут принести потомство.

Без царицы всё-таки никак – ведь они же единственные, кто умеет летать и, следовательно, создают дополнительные возможности для расширения ареала.

Источники:

1. MEMBRANA