Скорость эволюции животных увеличивается при кооперативном поведении

Исследование учёных из Кембриджского университета показало, как кооперативное поведение между членами семьи насекомых меняет скорость эволюции размера тела — скорость эволюции увеличивается, когда животные помогают друг другу.

Кооперативное поведение — ключевая часть семейной жизни животных: родители помогают потомству, обеспечивая его пищей, а братья и сёстры могут совместно добывать корм. Исследование, опубликованное в Nature Ecology & Evolution, было проведено на жуках-могильщиках — необычных насекомых, у которых родители кормят личинок.

Личинки в небольших выводках хорошо обеспечены пищей родителями и вырастают крупными. В отсутствие родителей личинки также могут помогать друг другу в поиске пищи. Однако без родителей небольшие выводки личинок менее эффективны в взаимопомощи и никогда не могут вырасти такими же крупными.

«В нашем исследовании мы играли роль естественного отбора. В одних экспериментальных популяциях жуков мы отбирали для размножения в каждом поколении только самых крупных особей, а в других — только самых мелких», — сказал Бенджамин Джарретт, руководивший исследованием.

«Ключевым моментом было то, что мы также меняли социальные условия внутри семей. В одних популяциях мы позволяли родителям помогать потомству, а в других удаляли родителей, и личинкам приходилось помогать друг другу. Мы обнаружили, что социальные условия сильно влияют на то, как быстро размер тела жуков эволюционирует в течение поколений».

Более крупный размер тела эволюционировал только тогда, когда родители присутствовали и помогали выращивать потомство. В резком контрасте, меньший размер тела эволюционировал только тогда, когда родителей удаляли, и личинок было слишком мало, чтобы эффективно помогать друг другу.

Эксперимент помогает объяснить, как разные виды жуков-могильщиков могли эволюционировать до разных размеров. В целом, более крупные виды жуков имеют более заботливых родителей, чем мелкие виды.

Жуки-могильщики используют труп мелкого животного (например, мыши или птицы) для размножения. Родители обрабатывают и закапывают тушку, превращая её в съедобное гнездо для личинок. Личинки могут питаться падалью самостоятельно, но родители также срыгивают им частично переваренную пищу. У вида, использованного в исследовании, уровень родительской заботы довольно изменчив: иногда личинкам приходится самостоятельно выживать на тушке, если родители их бросили.

«Предыдущие работы были сосредоточены на загадке того, как эволюционирует кооперативное поведение, поскольку естественный отбор, казалось бы, благоприятствует эгоистичным животным, — сказала профессор Ребекка Килнер, старший автор статьи. — Мы показали, что то, что происходит дальше в эволюционном плане, не менее интересно. Как только кооперация возникает, она меняет сам ход дальнейшей эволюции».

Исследователи надеются использовать экспериментальную эволюцию, чтобы понять, что происходит на протяжении многих поколений при изменении степени родительской заботы.

«Мы можем лишить родителей заботы о потомстве в одном поколении, и мы делаем это с их потомством, внуками и так далее, — добавил Джарретт. — Сейчас у нас есть популяции жуков, которые росли без родительской заботы на протяжении 25 поколений. Это меняет то, на что действует эволюция. Естественный отбор обычно действует на комбинацию родителей и потомства, а теперь, удаляя родителей, мы изменили признаки, на которые действует эволюция».