Изучение муравьев показало пример обратной эволюции — Naked Science
7 минут
София Жаботинская

Изучение муравьев показало пример обратной эволюции

3.6

Исследователи обнаружили, что черепаховые муравьи в процессе эволюции двигались как в сторону большей специализации, так и обратно.

Разнообразие форм головы позволяет черепаховым древесным муравьям лучше приспосабливаться к обстановке
Разнообразие форм головы позволяет черепаховым древесным муравьям лучше приспосабливаться к обстановке / © George Washington University

Древесные черепаховые муравьи выделяются среди прочих внешним видом своих солдат — а точнее, необычными головами. У некоторых из них головы похожи на крышки канализационных люков: это позволяет им перекрывать входы в муравейник. У других муравьев-солдат головы по форме близки к прямоугольнику, и насекомые могут с их помощью создавать нечто вроде живой стены.

Такое разнообразие форм показывает, как эволюционируют виды, занимая все более узкие экологические ниши. Однако статья, опубликованная в Proceedings of the National Academy of Sciences, утверждает, что эволюция не всегда идет в направлении большей специализации — иногда она превращает вид в «специалистов широкого профиля».

«Обычно принято считать, что как только вид специализируется, он застревает в очень узкой нише, — говорит один из авторов статьи Даниэль Кронауэр, специалист по социальной эволюции и поведению. — Но черепаховые муравьи — интересный случай динамичной эволюционной траектории с большим количеством разнонаправленных сдвигов».

У этих муравьев среди солдат существует почти четырехкратная разница в размере голов между наибольшими и наименьшими насекомыми. «Чтобы это было проще представить, я часто говорю, что самая маленькая разновидность [черепаховых муравьев-солдат] способна удобно сидеть на самой большой голове», — поясняет ведущий автор статьи Скотт Пауэлл. Этот размер зависит от типов ходов в муравейнике, который насекомое должно охранять. При этом черепаховые муравьи не делают туннели самостоятельно: они пользуются ходами, которые проделаны древесными жуками.

Схема эволюции морфологических типов черепашьих муравьев / © Powell, Price, Kronauer, Proceedings of the National Academy of Sciences, 2020

Соотношение между головами солдат может дать уникальное четкое представление о естественном отборе среди этих существ. Чтобы исследовать эволюционные пути, приведшие к появлению различных форм, исследователи сгруппировали 89 разновидностей черепаховых муравьев, основываясь на типе их голов. Затем исследователи изучили эволюционные взаимоотношения между этими разновидностями, используя ранее собранные генетические данные.

Если бы эволюция была «дорогой в одну сторону», то первым черепаховым муравьям, которые появились около 45 миллионов лет назад, наверняка не хватало бы солдат. Затем они должны были эволюционировать от неспециализированных вариантов к специализированным, с различными формами головы.

Однако ученые показали, что все было не так. Общие предки современных черепаховых муравьев уже были специализированы определенным образом и обладали квадратной головой. Впоследствии они сформировали огромное разнообразие видов — как и тех, у которых наблюдается большое разнообразие форм головы среди особей-солдат, так и тех, у кого вообще нет солдат в социальной структуре. В некоторых случаях более специализированные виды меняли направление своей эволюции, превращаясь из специализированных видов в более «широкопрофильные».

По словам исследователей, эта работа не только демонстрирует пример обратной эволюции, но и показывает, насколько удивительно гибкой может быть природа, приспосабливающая форму организма к контексту окружающей среды. «Пространство, на котором играет эволюция, на самом деле, немного шире, чем считалось ранее», — подытоживает Кронауэр.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Позавчера, 12:30
4 минуты
Сергей Васильев

Астроном-любитель нашел в каталогах звезду солнечного типа, от которой еще в 1970-е на Землю мог прийти знаменитый «внеземной» сигнал.

Позавчера, 10:22
4 минуты
ПНИПУ

Ученые Пермского Политеха и Томского политехнического университета разработали уникальный сверхпрочный материал. Из него можно создать укрепляющие плиты для корпуса автомобилей – своеобразный «бронежилет». Также его можно использовать при отделке фасадов зданий и в производстве тротуарной плитки для придания им большей прочности. В отличие от аналогов, разработку впервые создали без дефицитных, дорогостоящих и токсичных материалов.

Позавчера, 13:29
12 минут
Василий Парфенов

Сотрудникам Национального комплекса лазерных термоядерных реакций США (National Ignition Facility, NIF) удалось в серии последовательных экспериментов достичь энерговыделения плазмы свыше 60 килоджоулей. Это как никогда близко к ключевому порогу, при котором реакция синтеза будет самоподдерживающейся.

24 ноября
7 минут
Мария Азарова

Попадание патогена в эпителий слизистой дыхательных путей и захват вирусом бокаловидных клеток приводит к нарушению слизистого барьера. Из-за уменьшения количества муцина снижается не только обонятельная чувствительность, но и возникают неприятные ощущения в носу и рту, в том числе сухость.

22 ноября
24 минуты
Александр Березин

Планеты вокруг нашего Солнца расположены совсем не так, как в других системах. И это имеет крайне необычные практические последствия: расчеты показывают, что вокруг нашей звезды должны вращаться две потенциально обитаемые планеты, а не одна, как сейчас. Одна из них куда-то бесследно исчезла – и это еще в лучшем случае. Рассказываем, почему так получилось и кто конкретно в этом виноват.

24 ноября
7 минут
Василий Парфенов

Фанаты эпической киноленты «Космическая одиссея 2001 года» могут ликовать: на Земле нашли объект, похожий на показанные в фильме монолиты. Необычный металлический артефакт обнаружили сотрудники Департамента общественной безопасности штата Юта во время рутинного облета территорий.

14 ноября
34 минуты
Василий Парфенов

На вопрос, кто проживает на дне океана, люди отвечают по-разному. Дети и некоторые взрослые скажут: Губка Боб Квадратные Штаны. Фанаты Лавкрафта благоговейно, но с огоньком в глазах пробормочут нечто вроде «Ктулху фхтагн». А подводники и океанологи задумчиво посмотрят на вопрошающего и, если повезет, расскажут много интересного. Про квакеров, «биоуток», «блуп» и еще Посейдон его знает какие аномальные явления подводного мира.

24 ноября
7 минут
Мария Азарова

Попадание патогена в эпителий слизистой дыхательных путей и захват вирусом бокаловидных клеток приводит к нарушению слизистого барьера. Из-за уменьшения количества муцина снижается не только обонятельная чувствительность, но и возникают неприятные ощущения в носу и рту, в том числе сухость.

2 ноября
10 минут
Василий Парфенов

Совсем недавно первые комплекты оборудования Starlink начали поступать простым пользователям, и они уже активно делятся опытом использования. Бета-тестирование под девизом «Лучше, чем ничего» позволяет оценить возможности готовой менее чем на 10% спутниковой группировки. И они впечатляют!

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий
Подтвердить?
Лучшие материалы
Предстоящие мероприятия
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: