Ученые вырастили муравьев с телом рабочего и головой солдата
У муравьев-солдат обычно крупнее и тело, и голова, чем у небольших рабочих. Биологи смогли изменить условия развития личинок и вырастили «наносолдат», у которых тело размером с рабочего сочеталось с головой солдата.
У муравьев из одной колонии могут сильно различаться размеры тела и головы. Небольшие рабочие и крупноголовые солдаты могут выглядеть почти как разные животные. Биологи давно изучают, как из личинок одного вида получаются разные формы и можно ли изменить пропорции, вмешавшись в развитие.
Особенно удобны для этого оказались муравьи рода Pheidole, у которых разделение на небольших рабочих и солдат хорошо выражено. Рабочие собирают пищу и выполняют многие задачи внутри гнезда, а солдаты с крупными головами и мощными челюстями участвуют в защите колонии и обработке пищи.
Различия между ними возникают до превращения во взрослое насекомое и зависят не только от наследственной программы, но и от условий развития. Питание, гормоны и сигналы от других членов колонии помогают определить, по какому пути пойдет личинка, поэтому устройство муравьиного общества важно для строения его обитателей.
Ученые из Канады выяснили, насколько жестко связан рост разных частей муравьиного тела и какие изменения возможны, если нарушить согласованность их развития. В частности, исследователи заметили, что усики, которыми муравьи исследуют окружающее пространство и обмениваются химическими сигналами, имеют важное значение для роли в колонии. Результаты опубликовали в журнале PNAS.
Внутри каждой группы более крупные особи имели более крупные усики, но при сравнении рабочих и солдат эта зависимость нарушалась. То есть, хотя солдаты значительно крупнее рабочих, их усики оказались сопоставимы по размеру.
Чтобы проверить масштаб явления, ученые объединили лабораторные эксперименты, полевые материалы, музейные коллекции и сравнительный анализ разных видов. Измерения охватили 565 видов Pheidole и показали, что такое соотношение широко распространено в пределах рода.
Выяснив это, ученые провели эксперимент, изменяя социальную среду, гормональные сигналы и работу структур, участвующих в росте муравьев. Особо важен оказался сигнал от солдат, который подавляет развитие новых представителей их группы.
Биологи смогли создать муравьев с телом рабочего, но с размерами и формой головы солдата — «наносолдат». Значит, связь между размерами органов не является жесткой. Развитие способно сохранять одну зависимость и одновременно ослаблять другую. Это помогает понять, откуда в эволюции могут появляться новые сочетания признаков, на которые впоследствии действует естественный отбор.
Появление таких особей в лабораторных условиях не показывает, что новая каста может возникнуть в природе, подчеркнули ученые. Кроме того, исследование не позволило сделать вывод о том, что маленькие солдаты лучше защищают гнездо, экономят ресурсы или дают колонии преимущество.
Telegram 
Дзен 
VK 
