Новое исследование углубляет загадку эволюции социального поведения пчёл

Новое исследование провело, возможно, самый детальный анализ разнообразия в структуре и форме пчёл, предлагая новые данные для давних дебатов о том, как сложное социальное поведение возникло в определённых ветвях эволюционного дерева пчёл.

Опубликованное в Insect Systematics and Diversity, исследование основано на анализе почти 300 морфологических признаков у пчёл, их вариаций у многочисленных видов и на том, что эти вариации говорят об эволюционных связях между видами. Результаты дают веские доказательства, что сложное социальное поведение развилось единожды у пчёл с корзиночками для пыльцы, а не дважды или более независимо в разных эволюционных ветвях. Однако исследователи отмечают, что вопрос далеко не закрыт.

Корбикулярные пчёлы (имеющие корбикулу, или корзиночку для пыльцы, на задних лапках) включают медоносных пчёл, безжальных пчёл, шмелей и орхидных пчёл. Из них только медоносные и безжальные пчёлы демонстрируют высоко сложное социальное поведение (большие колонии с матками, рабочими особями и трутнями). Шмели проявляют менее сложную социальность, а орхидные пчёлы в основном одиночные.

• Традиционный морфологический анализ долго указывал, что медоносные и безжальные пчёлы — ближайшие родственники, и сложное социальное поведение развилось у их общего предка до расхождения групп.
• Молекулярно-генетический анализ (с 1990-х гг.) показывает, что безжальные пчёлы и шмели — более близкие "сестринские" группы. Это означало бы, что медоносные и безжальные пчёлы развили сложное социальное поведение независимо, после расхождения их эволюционных путей.

Диего Сассо Порто, Ph.D., проанализировал 53 вида, препарировал образцы, изучил анатомические структуры под микроскопами и оценил каждый образец по 289 различным признакам (от количества зубцов на мандибулах до расположения зазубрин на жале). Затем он применил компьютерный статистический анализ для построения возможных филогенетических деревьев.

Результаты сильно поддерживают предыдущие морфологические выводы: медоносные пчёлы (триба Apini) и безжальные пчёлы (Meliponini) — ближайшие родственники. "Доказательства из нашего набора данных, если взять их как есть, действительно сильны. У нас много признаков, поддерживающих это", — говорит Порто.

Однако, чтобы изучить несоответствие с молекулярными данными, он также проверил, насколько морфологические данные могут соответствовать дереву, поддерживаемому молекулярным анализом (где Meliponini и Bombini (шмели) — сестринские группы). Соответствие было плохим, но не полностью несовместимым.

В статье Порто и его соавтор Эдуардо Алмейда, Ph.D., предлагают гипотезы, объясняющие это несоответствие:

1. Если шмели и безжальные пчёлы действительно произошли от общего предка, они могли быстро дивергировать за короткий срок, а затем эволюционировать раздельно гораздо дольше, что постепенно стёрло общие черты.
2. Ранний предок безжальных пчёл был мелким, а миниатюризация часто ведёт к структурным упрощениям в анатомических признаках, что также могло стереть сходство со шмелями.

Эти возможности не объясняют, почему безжальные пчёлы стали морфологически более похожи на медоносных. Авторы предполагают, что схожие функциональные роли или социальное поведение могли привести к конвергентной эволюции.

Порто заявляет, что следующим шагом будет проверка этих гипотез, и призывает других исследователей присоединиться, например, включив в анализ данные о ископаемых образцах.