Странный мир австралийских пчёл: как один вид создаёт гендерный баланс в гнезде

Новое исследование Университета Флиндерс проливает свет на увлекательный мир австралийских аборигенных пчёл. Оказалось, что один высокоразвитый вид сформировался в результате необычной борьбы между численностью потомков мужского и женского пола.

Исследование, опубликованное в Biology Letters, посвящено пчеле Amphylaeus morosus (известной как "Капризная масковая пчела"). Её социальная система включает высокорепродуктивную самку-"королеву" и неразмножающихся самок-"стражей", что делает её модельным видом для изучения социальной эволюции насекомых.

С времён Дарвина одной из главных биологических загадок было то, как стерильные рабочие особи эволюционируют в кооперативных социальных видах. Как гены стерильности могут сохраняться, если стерильные особи не оставляют потомства?

"Сейчас мы знаем, что эта проблема в основном объясняется родственным отбором, когда рабочие могут передавать копии своих генов через братьев и сестёр, вместо того чтобы иметь собственное потомство", — говорит ведущий исследователь, энтомолог доктор Лукас Херн.

Но почему стерильные рабочие эволюционируют у некоторых животных, таких как муравьи, пчёлы и осы, и лишь изредка у других? Часть ответа — в уникальной генетической системе Hymenoptera (перепончатокрылых), где самки более тесно связаны со своими сёстрами, чем со своими собственными детьми, но гораздо менее связаны со своими братьями.

Однако при ближайшем рассмотрении социальной пчелы A. morosus исследователи выявили интригующую ситуацию: королевы, которым помогают "альтруистичные" стражи в гнёздах, производят больше потомства, но это дополнительное потомство — всегда самцы.

"Это прекрасно для королевы, но не так хорошо для стражей-самок, потому что эти дополнительные потомки — её братья, а не близкие родственники", — объясняет доктор Херн.

Однако, чем больше стражей в популяции, тем больше производится лишних самцов и тем меньше их генетическая ценность. Это может служить иллюстрацией вершины очень длинного эволюционного пути, который не позволяет виду перейти к дальнейшей социальной сложности — "эусоциальности", для которой характерны гнёзда с одной королевой и множеством неразмножающихся рабочих.

Более ранние исследования показали, что хотя альтруистичное охранное поведение у A. morosus можно объяснить родственным отбором, такое поведение было загадочно редким. Новое исследование даёт объяснение этой загадке: альтруистичное охранное поведение выгодно только тогда, когда оно редко. Когда оно становится обычным, все лишние потомки-самцы теряют ценность.

"Австралийская пчела Amphylaeus morosus, похоже, попала в "зону Златовласки": не слишком мало коллективной социальности и не слишком много — ровно нужное количество", — заключают исследователи.

Amphylaeus morosus строит гнёзда в сломанных листьях папоротника Cyathea australis, которые густо распространены в горных районах Виктории и вдоль восточного побережья Австралии. Это единственный известный социальный вид в высокоразнообразном семействе пчёл Colletidae, что делает его идеальным видом для изучения того, как впервые возникло социальное поведение у насекомых.