Кастовое деление нашли у десяти видов пчел

Разделение труда и связанные с ним морфологические особенности широко представлены у эусоциальных насекомых. Так, колонии муравьев и термитов включают в себя касты рабочих и солдат: первые обладают небольшой головой и упрощенным строением груди, вторые — крупной головой с сильными мандибулами. У пчел схожая иерархия была обнаружена только в 2012 году (у ос она отсутствует). Защитную функцию в этом случае также выполняют более массивные особи. Однако социальные роли у пчел, вероятно, менее стабильны и предусматривают возможность перехода рабочих в статус фуражиров или стражей. Частота встречаемости такого распределения изучена недостаточно: впервые она была открыта во время изучения безжальных пчел Tetragonisca angustula.

Пчелы T. angustula относятся к трибе Meliponini, включающей свыше 500 видов, и обитают в Центральной и Южной Америке. В отличие от трибы Apini, безжальные имеют редуцированное жало и чаще используют для защиты мандибулы или отпугивающие вещества. В случае T. angustula пчелы-стражи «патрулируют» вход в улей, нападая, например, на клептопаразитов («дежурства» длятся не часами, как у других насекомых, а неделями). Морфология таких особей предполагает непропорционально крупные ноги и массу, которая примерно на 30 процентных пунктов превышает показатель рабочих. В новой статье энтомологи из Бразилии оценили распространенность подобных каст среди безжальных пчел. Ученые рассмотрели 28 видов на примере характерных для них стражей и фуражиров.

После заморозки животных авторы сделали макрофотографии их головы, измерили ее ширину, а также длину тела. Затем с помощью коэффициента вариации (coefficient of variation, CV) они сравнили значения для разных особей. Результаты показали, что десять из изученных видов (шесть из 16 родов) включали в себя касты — рабочих, фуражиров и солдат. Наиболее выраженно различия проявлялись у трех видов — T. angustula, Tetragonisca fiebrigi и Frieseomelitta longipes: индекс дифференциации достигал 1,54. Помимо размеров тела и мандибул, в ряде случаев, например у Frieseomelitta, солдаты отличались более темной окраской. У девяти видов также наблюдалась отрицательная аллометрия: с увеличением тела их голова уменьшалась. Однако этот признак оказался слабо связан с кастой.

Последующая проверка не подтвердила гипотезу о том, что разделение труда свойственно крупным колониям. Более высокой объяснительной способностью обладал фактор диморфизма пчелиной матки и рабочих: с увеличением разброса между размерами представителей крайних ступеней иерархии возрастала и степень морфологического разнообразия колонии. Чтобы оценить древность признака, авторы также провели филогенетический анализ. Согласно итогам, превращение рабочих в солдат произошло независимо и сравнительно недавно — 20–25 миллионов лет назад. Этот период совпадает с диверсификацией клептопаразитов из рода Lestrimelitta. В 2016 году другая группа ученых выяснила, что последние нередко атакуют ульи десяти из 28 рассмотренных видов.

Статья опубликована в журнале Nature Communications.

Ранее немецкие исследователи показали, что у некоторых муравьев есть «кодекс военного братства».