Анализ, охватывающий сведения о почти 69 тысячах видов насекомых, позволил поставить под сомнение доминирующую теорию эволюции, которая на протяжении полувека использовалась для объяснения организации колоний пчел, муравьев и ос. Ученые установили, что общепринятый генетический фактор сам по себе не является причиной разделения труда, а истинный механизм, обеспечивающий их коллективное выживание, обусловлен другими биологическими особенностями.

Специалисты из Университета Аризоны (США) провели анализ данных о поведении и генетике 68,9 тысячи видов насекомых, создав два масштабных эволюционных древа. Целью исследования стало переосмысление фундаментальной теории, которая на протяжении шести десятилетий считалась общепринятой и включалась в учебные программы высших учебных заведений.

Для определения того, действительно ли генетика определяет способность видов к сложным социальным взаимодействиям, ученые сопоставили различные системы размножения насекомых с частотой проявления у них коллективного образа жизни. Результаты их работы опубликовали в журнале Current Biology.

Эусоциальность, или общественный образ жизни, признается одной из наиболее развитых форм сотрудничества в животном царстве. В таких сообществах размножается исключительно матка, в то время как многочисленные бесплодные особи выполняют функции по уходу за потомством и охране гнезда. Данная организация характерна для муравьев, медоносных пчел и многих ос, тогда как среди других насекомых, включая термитов, жуков или тлей, подобные структуры наблюдаются крайне эпизодически.

Начиная с 1960-х годов, в учебниках биологии для объяснения этой загадки предлагалась концепция гаплодиплоидии — специфической системы размножения, при которой самки развиваются из оплодотворенных яиц (обладая двойным набором хромосом), а самцы — из неоплодотворенных (с одинарным набором). Это приводит к тому, что самки получают от отца идентичный набор генов, и родные сестры генетически связаны между собой в большей степени (в среднем на 75% общих генов), чем были бы связаны со своими потенциальными потомками (50%).

Ранее биологи выдвигали предположение о том, что на ранних этапах эволюции предки современных пчел и муравьев получили преимущество, если бы начали помогать матери в воспитании сестер, тем самым передавая больше общих генов последующим поколениям. С течением времени эта стратегия укоренялась, пока рабочие особи полностью не отказались от собственного размножения, перейдя к сложной коллективной системе с одной доминирующей маткой.

Первоначальный анализ результатов исследования казался подтверждением давно существующей теории. Однако более тщательная проверка выявила, что вся статистика основывается исключительно на данных по жалящих перепончатокрылых – отряду, включающему пчел, ос и муравьев.

В то же время среди прочих насекомых, использующих аналогичный механизм передачи генетической информации, коллективные колонии встречаются крайне редко. Если бы данный генетический признак действительно являлся основным фактором эволюции, то и другие виды с подобной генетикой активно формировали бы сложные социальные структуры. В действительности они образуют колонии не чаще, чем виды со стандартным типом наследования. Проведенный анализ продемонстрировал, что уникальная система размножения оказалась лишь случайным совпадением внутри определенной группы насекомых, а не универсальным эволюционным двигателем.

В результате проведенных исследований биологи установили, что движущей силой эволюционных процессов оказались не характеристики хромосом, а особенности строения тела, приобретенные умения и навыки. К таким факторам можно отнести возникновение жала, способность к возведению сложных защитных гнезд, специфические способы питания, а также воздействие внешних условий среды обитания. Именно эти признаки предопределили преимущества совместного образа жизни и распределения обязанностей по сравнению с одиночным существованием.