Доказательство "группового отбора": колониям пауков нужна правильная смесь личностей для выживания

Учёные изучают коричневато-оранжевых пауков Anelosimus studiosus, которые строят паутинные гнёзда "размером от мяча для гольфа до автомобиля Volkswagen Beetle". Отдельные пауки размером с ластик карандаша, но они образуют организованные группы, способные ловить добычу от плодовых мух до мелких позвоночных. "Мы находили внутри их колоний останки крыс и птиц", — говорит исследователь Джонатан Пруитт. В отличие от большинства одиночных пауков, эти социальные пауки работают вместе.

Новое исследование показывает, что они также эволюционируют вместе в группах.

Джонатан Пруитт из Университета Питтсбурга и Чарльз Гуднайт из Университета Вермонта, изучая поколения этих пауков, впервые получили экспериментальные доказательства того, что групповой отбор может формировать коллективные признаки в диких популяциях. Их результаты опубликованы в онлайн-версии журнала Nature от 1 октября.

"Биологи никогда не показывали адаптацию в природе, которую можно было бы явно отнести к групповому отбору", — сказал Гуднайт. — "Наша статья — это та самая демонстрация".

Идея о том, что естественный отбор может действовать на уровне групп и производить групповые адаптации, десятилетиями была предметом философских и семантических споров среди биологов. Фунментальная идея проста: в группах, где приспособленность особи тесно связана с успехом её группы, эволюция будет благоприятствовать признакам, повышающим успех группы.

В новом исследовании пауков показано, что групповая адаптация — критическое соотношение двух типов самок — является мощной эволюционной силой в природе.

Самки пауков в колониях Anelosimus делятся на две поведенческие категории: "агрессивные" и "спокойные".

• В местах с обилием ресурсов маленькие колонии доминируют спокойные самки. По мере роста колонии увеличивается и доля агрессивных самок, которые полезны для защиты от социальных паразитов.
• В местах с ограниченными ресурсами наблюдается обратное: маленькие колонии доминируют агрессивные самки, а доля спокойных возрастает по мере роста колонии. Здесь угрозой выживанию может быть каннибализм яиц со стороны агрессивных самок.

Учёные показали, что это меняющееся соотношение — коллективный признак всей колонии — адаптировано к конкретным местам обитания. "Определённые соотношения обеспечивают высокую выживаемость в одних местах, но не в других".

Когда естественные колонии нарушали (меняли соотношение спокойных и агрессивных особей), они, каким-то образом, воспринимали это как риск вымирания и в течение нескольких поколений возвращали соотношение к норме.

Примечательно, что когда искусственно собранные колонии помещали в новые места, пауки в течение двух поколений пытались воссоздать состав (соотношение спокойных и агрессивных особей), идеальный для их родных условий, даже если условия в новом месте были другими.

"Они продолжают демонстрировать фенотип, признак на групповом уровне, который был бы выгоден, если бы они остались дома", — говорит Пруитт. — "Но, кажется, они не осознают, что находятся на новом месте и что их действия обрекут всю колонию на гибель. Все друзья умирают".

Эмпирические данные, собранные Пруиттом и Гуднайтом об Anelosimus, указывают на механизм, который дополняет, но выходит за рамки научной ортодоксии "родственного отбора". Их полевое исследование показывает естественный отбор, действующий на коллективный признак — соотношение спокойных и агрессивных особей, которое передаётся из поколения в поколение. Эта адаптация определяет, выживет ли вся колония или погибнет.

Иными словами: групповой отбор, наблюдаемый в дикой природе.