Как возникло разделение труда у животных и людей? Малоизвестные организмы дают подсказки

Новое исследование окаменелостей палеобиологов из Музея естественной истории Университета Колорадо показывает, как колониальные животные, такие как муравьи или пчелы, могли развить свою систему разделения труда миллионы лет назад. Результаты предполагают, что когда колонии эффективно делятся ресурсами, это позволяет некоторым особям эволюционировать и приобретать совершенно новые черты.

Исследование сосредоточено на малоизвестной группе водных животных — мшанках (bryozoans). Они растут тонкими слоями на поверхностях и состоят из тысяч микроскопических зооидов (zooids), живущих вместе в одной колонии.

Учёные собрали около 120 окаменелостей колоний мшанок рода Wilbertopora за критический период их эволюции — примерно от 103 до 96 миллионов лет назад. Они обнаружили, что в это время некоторые зооиды в колониях начали терять способность питаться самостоятельно. Однако они не вымерли — другие члены колонии, вероятно, делились ресурсами, чтобы поддерживать их жизнь. Это позволило новым зооидам эволюционировать и приобрести широкий спектр ранее невиданных функций.

Среди современных мшанок большинство зооидов в колонии выглядят одинаково, но некоторые особые зооиды, называемые авикуляриями (avicularia), отличаются. Например, у некоторых видов авикулярии имеют придатки, похожие на голову фламинго, чтобы отгонять животных, приближающихся к колонии.

Около 103 миллионов лет назад у мшанок начали эволюционировать авикулярии. Очень быстро отверстия на вершине этих зооидов приобрели новые формы и размеры (например, стали лопатообразными вместо круглых), и многие из них потеряли способность питаться. Это означает, что они не просто специализировались, как предполагает традиционная теория, а становились чем-то совершенно новым.

Чтобы понять, как они выживали, исследователи использовали математическое моделирование, имитирующее циркуляцию питательных веществ в древних колониях. Оказалось, что обычные зооиды могли легко собирать достаточно питательных веществ, чтобы поддерживать всю колонию, включая непитающихся авикулярий. В свою очередь, авикулярии могли играть критическую роль в поддержании движения пищи через пищеварительную систему колонии.

Исследователи не могут точно сказать, прошли ли другие колониальные животные, такие как муравьи и пчёлы, аналогичный эволюционный путь. Однако эта работа даёт новое понимание того, как разделение труда могло возникать в природных популяциях, когда эффективный обмен ресурсами внутри группы открывает возможности для эволюционной инновации и появления новых «профессий».