Эволюция - это дорога с двусторонним движением

Солдаты муравьев-черепах выглядят словно персонажи японских мультфильмов. Эти древесные жители щеголяют блестящими и очень большими головами, которые нужны им — не обольщайтесь — не только чтобы думать или кушать.

На самом деле муравьи используют свои головы, чтобы блокировать им входы в гнезда — по сути, вместо дверей.

Не все муравьиные головы одинаковой формы: у некоторых солдат они напоминают крышки люков и идеально закрывают входы в туннели. У других — квадратные головы, похожие на щиты спартанцев. Подобное многообразие форм голов — нечто большее, чем просто еще одна странность природы. Этот феномен может пролить свет на эволюцию видов во имя заполнения экологических ниш.

И эта эволюция не всегда направлена на развитие узкой специализации. Иногда отдельный вид возвращается на более широкую эволюционную стезю.

Результаты исследования опубликованы в издании Proceedings of the National Academy of Sciences.

— Считается, что как только какой-либо вид получает узкую эволюционную специализацию, то застревает в этой нише, заметил руководитель лаборатории Даниэль Кронауэр. — Но муравьи-черепахи — весьма любопытный пример динамичной эволюционной траектории с поступательным движением вперед и назад.

Союз, заключенный в эволюции

Как и другие социальные насекомые, живущие колониями, черепаховые муравьи (Cephalotus atratus) разделяют обязанности, развивая именно те способности, которые им требуются для работы. Так у солдат появились большие головы разной формы.

— Самая маленькая голова солдата муравья-черепахи в 4 раза меньше самой большой, заявил автор исследования биолог Скотт Пауэлл из университета Джорджа Вашингтона. — Чтобы понять это, представьте, что меньшая особь с комфортом помещается на голове большего насекомого.

Кадр из мультсериала «Симпсоны»Форма и размер головы солдата черепашьего муравья зависит от того, какой туннель он занимает. Муравьи не делают туннели самостоятельно, а забираются в те, которые проделали разные букашки-древоточцы. А поскольку одни туннели больше, а другие меньше, муравьи делятся на группы и занимают тот, в который пролезает голова.

Так связь между муравьиными головами и размером туннелей может дать ясное представление о естественном отборе. Исследователи могут сравнить признак — окружность головы — с экологическим признаком, под который муравьиные головы и подстроились — размер входа в гнездо.

Процесс динамический

Чтобы исследовать эволюционный путь разных форм головы, ученые сгруппировали 89 видов муравьев-черепах на основе формы головы — квадратной, куполообразной, дискообразной и чашеподобной.

В анализ включили группу муравьев, у которых вообще нет солдат. Затем ученые с помощью ранее собранной генетической информации исследовали связи между группами.

Если бы эволюция была односторонней, то первые муравьи-черепахи, появившиеся около 45 млн лет назад, должны были обходиться без солдат, а затем постепенно эволюционировать в сторону узкой специализации, начиная с универсальных, квадратноголовых солдат и заканчивая насекомыми с чашеподобными головами.

Однако новый анализ показал, что это не так. У самого древнего предка этих муравьев, которого ученые сумели выследить, вероятно, была квадратная голова. Этот предок сформировал целый ряд видов, у которых вообще не было солдат, до насекомых с разными уровнями разделения труда. В некоторых случаях наиболее специализированные виды начинали эволюционировать обратно к более универсальной форме головы.

Это открытие показало, какой же все-таки гибкой может быть природа, приспосабливая форму вида к окружающей среде, в которой он обитает.

10.03.2020


Подписаться в Telegram



Биосфера

Nature Neuroscience: Ученые доказали, что терпение приносит свои плоды
Nature Neuroscience: Ученые доказали, что терпение приносит свои плоды

В новом исследовании неврологи показали, как&n...

Ecology: Японские медведи в поисках пищи разоряют лесопосадки
Ecology: Японские медведи в поисках пищи разоряют лесопосадки

Бурые медведи, добывающие пищу на полуост...

Nature: Стволовые клетки растений подскажут, как развивается рак
Nature: Стволовые клетки растений подскажут, как развивается рак

Крошечный корень растения толщиной не бол...

Animal Behaviour: Козы по голосу определяют, злой хозяин или добрый
Animal Behaviour: Козы по голосу определяют, злой хозяин или добрый

Козы могут отличить счастливого человека от&nb...

Current Biology: Сумчатая мышь из Австралии жертвует сном ради секса
Current Biology: Сумчатая мышь из Австралии жертвует сном ради секса

Всем живым существам необходим сон. Когда люди...

Current Biology: Одомашнивание растений влияет на их микробиом
Current Biology: Одомашнивание растений влияет на их микробиом

Новое исследование, проведенное под руков...

Journal of the Geological Society: В окаменелостях нашли ключевые следы эволюции
Journal of the Geological Society: В окаменелостях нашли ключевые следы эволюции

Исследование, проведенное под руководство...

Current Biology: Созданы дрожжи, питающиеся светом
Current Biology: Созданы дрожжи, питающиеся светом

Возможно, вы знаете дрожжи как орган...

Nature Ecology & Evolution: Ученые секвенировали первый геном из класса Myxini
Nature Ecology & Evolution: Ученые секвенировали первый геном из класса Myxini

Международному научному коллективу, состоящему...

Science: Как морские улитки перешли от откладывания яиц к живорождению
Science: Как морские улитки перешли от откладывания яиц к живорождению

Яйцо действительно появилось первым. Откладыва...

Nature Microbiology: Ученые раскрыли тайну хищных бактерий
Nature Microbiology: Ученые раскрыли тайну хищных бактерий

Как природные антимикробные хищные бактерии сп...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

2-фотонная фотоэмиссионная спектроскопия помогла понять поведение электронов
2-фотонная фотоэмиссионная спектроскопия помогла понять поведение электронов
Рост эффективности бифункциональных катализаторов удешевит производства водорода
Рост эффективности бифункциональных катализаторов удешевит производства водорода
Science: Аналоговые вычисления дают решать сложные уравнения и экономят энергию
Science: Аналоговые вычисления дают решать сложные уравнения и экономят энергию
JAAD: Новый метод может помочь дифференцировать два кожных заболевания
JAAD: Новый метод может помочь дифференцировать два кожных заболевания
BioDesign Research: Для производства каротиноидов разработали специальные дрожжи
BioDesign Research: Для производства каротиноидов разработали специальные дрожжи
Познакомьтесь со странной амфибией, которая выкармливает своих детенышей молоком
Познакомьтесь со странной амфибией, которая выкармливает своих детенышей молоком
Current Biology: Исследование брачного поведения показывает эволюцию влечения
Current Biology: Исследование брачного поведения показывает эволюцию влечения
Печатный полимер позволяет изучить хиральность и спины при комнатной температуре
Печатный полимер позволяет изучить хиральность и спины при комнатной температуре
Долой мифы — вперед к светлому диетическому будущему
Долой мифы — вперед к светлому диетическому будущему
Nature Neuroscience: Ученые доказали, что терпение приносит свои плоды
Nature Neuroscience: Ученые доказали, что терпение приносит свои плоды
Прорыв в нанотехнологиях поможет создать дисплей, дающий цвет в реальном времени
Прорыв в нанотехнологиях поможет создать дисплей, дающий цвет в реальном времени
Climate Dynamics: Вот как условия на суше влияют на муссонный климат Азии
Climate Dynamics: Вот как условия на суше влияют на муссонный климат Азии
Nature Communications: В мигрирующих нейронах найден конус роста
Nature Communications: В мигрирующих нейронах найден конус роста
Scientific Reports: Реакция на происходящее влияет на понимание будущих событий
Scientific Reports: Реакция на происходящее влияет на понимание будущих событий
Science Advances: Мозг формирует эмоции независимо от органов чувств
Science Advances: Мозг формирует эмоции независимо от органов чувств

Новости компаний, релизы

НАИРИТ объявит итоги Всероссийского инновационного конкурса 21 февраля
НАИРИТ объявит итоги Всероссийского инновационного конкурса 21 февраля
«Инструменты инновационного развития»
«Инструменты инновационного развития»
3 причины перехода с печатной рекламы на цифровую
3 причины перехода с печатной рекламы на цифровую
Виды резервирования серверов для задач АСУ ТП
Виды резервирования серверов для задач АСУ ТП
Выбор клиники и лечащего врача с помощью специализированного сервиса
Выбор клиники и лечащего врача с помощью специализированного сервиса