В мире насекомых обитает колония муравьев, где отсутствуют рабочие особи и самцы. Присутствуют только королевы. Каждая из них с момента рождения обладает предопределенной поведенческой стратегией — захват чужого муравейника и создание собственной линии; размножение в этом процессе не имеет значения. Ученые выявили вид муравьев, чья жизнь представляет собой непрерывную цепочку «дворцовых переворотов».
Обычно муравьиная колония держится на строгом разделении ролей. На вершине иерархии — одна или несколько королев. То есть колонии бывают моногинные (одна королева) и полигинные (несколько королев). Основная функция королевы — откладывать яйца и обеспечивать воспроизводство.
Под иерархической структурой находится многочисленный рабочий класс, насчитывающий тысячи особей. Эти особи также являются самками, но с не полностью сформировавшейся половой системой. Они занимаются строительством муравейника, добычей продовольствия, заботой о личинках и охраной жилища от внешних угроз. Самцы обитают в укрытии, появляясь лишь на короткое время. Их жизнь трагична и недолга: они должны оплодотворить молодую королеву и погибнуть. Такая организация функционировала на протяжении миллионов лет и считалась неизменной. Однако природа, как это часто бывает, преподнесла неожиданность.
На японских островах Хонсю и Сикоку в девяти местах встречаются паразитические муравьи Temnothorax kinomurai. В течение четырех десятилетий энтомологи считали, что данный вид производит исключительно королев, однако до последнего времени не было получено достаточных подтверждений этой гипотезы.
Молодые королевы Temnothorax kinomurai находят небольшое гнездо родственного вида Temnothorax makora и проникают в них обманным путем, по-видимому, подделывают химический профиль, по которому Temnothorax makora узнают «собратьев».
Там Temnothorax kinomurai атакуют и убивают местную королеву, а также часть рабочих муравьев. Те рабочие, которые выжили, продолжают жить в гнезде, но теперь заботятся уже о потомстве захватчицы.
В подобных муравейниках, состоящих из разных видов, исследователи обнаруживали до нескольких десятков рабочих особей Temnothorax makora и от одной до трех маток Temnothorax kinomurai. Королевы отличались внешностью: некоторые обладали крыльями на начальном этапе развития, другие – были лишены их. При этом рабочие муравьи и самцы принадлежали именно к этому виду Temnothorax kinomurai в этих гнездах исследователи не встречали.
Международная группа ученых-энтомологов во главе с Юргеном Хайнце ( Jürgen Heinze) из Регенсбургского университета в Германии предприняли попытку выяснить: соответствуют ли все представители Temnothorax kinomurai только королевы?
С целью проведения исследования было собрано шесть колоний Temnothorax kinomurai и разместили их в лабораторных искусственных муравейниках. Там они вырастили 43 особи. Детальный осмотр половых органов подтвердил: все насекомые — полноценные самки, способные к размножению. Самцов не было.
После этого исследователи осуществили дополнительный эксперимент. Новым матерям предоставилась возможность проявить инстинктивное поведение — стремление к доминированию. Каждую из них поместили в гнездо к виду Temnothorax makora.
Лишь семеро из них смогли выжить и добиться успеха в захвате чужих гнезд. Они уничтожили управляющую гнезда и часть рабочих особей, после чего уцелевшие муравьи приняли захватчицу за свою. Обманутые рабочие вырастили новое поколение — еще 57 особей. Все появившиеся на свет муравьи оказались королевами.
Если в сообществе Temnothorax kinomurai только королевы, как они появляются на свет без спаривания? Ответ кроется в типе размножения. У этих муравьев работает механизм, который ученые называют партеногенезом. Простыми словами, это размножение без оплодотворения. Матка производит потомство из собственных неоплодотворенных яйцеклеток. По сути, она создает клонов — генетические копии самой себя, то есть самок, способных к размножению.
Перехват чужих гнезд представляет собой довольно рискованную тактику. Немало маток гибнут, не сумев укорениться в новой колонии. Но у Temnothorax kinomurai есть преимущество. Все их дети — будущие королевы. Значит, каждая из них может попытаться создать собственную колонию. В результате шансов становится гораздо больше.
Хайнце объяснил это следующим образом: в отличие от обычных муравьиных королевы, которая производит как «дочерей», так и «сыновей», у Temnothorax kinomurai каждая особь — потенциальная основательница новой колонии. Даже при высокой смертности во время захвата чужих гнезд шансы на распространение генов у таких маток гораздо выше, чем у тех, кому для размножения нужны самцы.
По мнению авторов научной работы, Temnothorax kinomurai можно назвать «финальной стадией эволюции социального паразитизма». Природа помогла этому виду обойти некоторые правила, по которым живут остальные муравьи. Temnothorax kinomurai отказались от всего, что считается обязательным для муравьев: от самостоятельного основания гнезд, от разделения на касты, от самцов. Они превратились в идеальных захватчиков, чье существование полностью зависит от способности обманывать и убивать.
Научная работа опубликована в журнале Current Biology.