Эволюция социального поведения и коммуникации пчел связана через усики

Исследование, опубликованное в Proceedings of the National Academy of Sciences, показывает, что по мере эволюции социального поведения у пчел параллельно эволюционировали их сложные химические системы коммуникации.

Международная группа учёных, включая исследователей из Принстонского университета, сообщила, что у определённого вида пчел — галиктид (halictid bees) — по сравнению с родственными одиночными видами больше сенсорного аппарата. Разница измеряется плотностью крошечных полых сенсорных волосков — сенсилл — на их антеннах (усиках).

Поскольку социальный образ жизни требует координации сложного социального поведения, общественные насекомые больше инвестируют в эти сенсорные системы, используемые для передачи информации о ресурсах, партнёрах и источниках опасности своей колонии, чем их одиночные собратья. Об этом заявила Сара Кочер, ведущий автор исследования.

Методология и объект исследования

Кочер и её коллеги изучили антенны взрослых самок 36 видов пчел, пойманных в дикой природе (в основном во Франции) или взятых из коллекций музеев. Используя сканирующий электронный микроскоп в Принстоне, они получили данные о топографии поверхности антенн и наблюдали конвергентные изменения как в структуре сенсилл, так и в химических сигналах групп по мере приобретения и утраты социальности.

Исследователи выбрали для изучения галиктид из-за их замечательного разнообразия в социальном поведении — от эусоциального до одиночного. Внутри этого семейства социальное поведение эволюционировало независимо несколько раз, и есть многочисленные примеры реверсии (возврата к одиночному образу жизни). Эти повторяющиеся приобретения и потери делают группу идеальной для сравнительного изучения социальности.

Ключевые выводы

• Исследователи обнаружили, что предковые одиночные галиктиды (те, у которых никогда не было социального поведения) имели плотность сенсилл, сходную с эусоциальными видами.
• В то же время вторично одиночные галиктиды (те, что эволюционировали от социальных обратно к одиночным) демонстрировали снижение плотности сенсилл.

Этот паттерн удивил исследователей. Кочер заключила, что «плотность сенсилл может быть важным предшественником эволюции социального поведения».

Значение работы

Исследование показывает, что изменения в социальной структуре отражаются в изменениях сенсорных систем насекомых. Оно иллюстрирует не только эволюционный переход от размножения как особи к необходимости координировать размножение как группы, но и то, как это поведенческое изменение может создать эволюционную петлю обратной связи, в которой признаки отбираются для увеличения социальности в последующих поколениях.