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 / © 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.
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.
