Женские феромоны царицы не позволяют подданным размножаться

[macroevolution]

Помнится, в детстве, еще до школы, я листал книгу Халифмана "Пароль скрещенных антенн" и все пытался найти там то место, где рассказано, собственно, об этом "пароле", где дается расшифровка языка муравьев... не находил и расстраивался. Зато теперь очень радуюсь, когда какую-нибудь деталь этих коммуникационных систем все-таки расшифровывают.

Интереснейшее исследование в последнем выпуске Science.
Заодно и отличный пример смены функции в ходе эволюции. Похоже, обычные женские феромоны - сигналы фертильности - при становлении эусоциальности несколько раз независимо "превращались" в управляющие сигналы, блокирующие репродуктивную функцию рабочих.

Царицы разных видов общественных насекомых используют одни и те же химические сигналы, чтобы запретить рабочим размножаться

Известно, что размножающиеся самки общественных насекомых выделяют какие-то вещества, блокирующие размножение рабочих особей, однако природа этих веществ была установлена лишь у единичных видов. Международная команда ученых показала, что в разных группах перепончатокрылых, перешедших к эусоциальности независимо друг от друга, царицы используют для подавления репродуктивной функции рабочих похожие углеводородные феромоны. Эволюционная консервативность этих химических сигналов говорит о том, что отказ рабочих от размножения служил генетическим интересам не только царицы, но и самих рабочих, и поэтому касты не вступали друг с другом в «эволюционную гонку вооружений». У предков общественных перепончатокрылых эти вещества, по-видимому, служили обычными женскими феромонами и использовались самками для демонстрации своей готовности к размножению и привлечения самцов.

Читать полностью

Comments

[sumerk.livejournal.com]

Это особенно актуально как раз для перепончатокрылых насекомых, у которых, в силу их генетических особенностей (см. гаплодиплоидность), сестры являются более близкими родственницами, чем мать и дочь. Поэтому при прочих равных самка осы или шмеля даже с большей эффективностью распространяет свои гены, заботясь о сестрах, чем производя на свет собственных дочерей.
Если эволюция эусоциальности определялась конфликтом поколений, то между матерями и дочерьми должна была идти нескончаемая «гонка вооружений». Должны были вырабатываться адаптации, помогающие матерям манипулировать дочерьми, чтобы те не размножались, равно как и адаптации, помогающие дочерям сопротивляться этим манипуляциям.

Тут у вас противоречие. Если у пчелы-сестры больше идентичных генов, чем у потенциальных дочерей - то особи явно выгодно выхаживать именно сестер. В расчете, что когда ее матери вдруг не станет, новой маткой станет кто-то из сестер, а не собственная дочь. А значит с матерью тут нет гонки вооружений - сами хромосомные обстоятельства полностью все определяют. Для перепончатокрылой осиротететь и начать откладывать собственные яйца - это бедствие, на которое она отваживается в неблагоприятной ситуации, когда больше не может участвовать в размножении генетически близких сестер. В самом невыгодном положении во всей семье, вообще, находится матка. А потеря матки - генетическое бедствие для всех ее дочерей.

С появлением каждой новой особи в семье:
Матка воспроизводит 1/2 своих генов, порождая детей.
Ее дочери воспроизводят 3/4 своих генов, порождая через мать сестер и братьев. Как видно, они в более выгодном положении, чем мать!

Феромоны фертильной матери - "благая весть", сигнал о максимальном уровне благополучия. Это буквально счастливое детство, и самке не надо взрослеть и мечтать о своих детях. Таким образом "гонки вооружений" между матерью и дочерью быть не должно.

Конкуренция появляются, когда умирает мать. С этого мига женской особи надо стараться самой стать маткой. Воспроизводя теперь меньше чем раньше - 1/2 своих генов. Или 4/8.
На втором месте для нее - разрешить стать маткой одной из сестер. Чтобы та воспроизводила 3/8 ее генов.
На третьем месте для нее, если маткой станет ее дочь, которая будет воспроизводить 2/8 ее генов
- племянница - 3/16.
- тетя будет воспроизводить 1/8 ее генов.
Вот эти случаи - конкуренция. И тут действительно можно ожидать, что одни самки манипулируют другими феромонами, возможно просто эксплуатируя вышеописанный механизм "благой вести", передаваемой фертильной матерью-дочери.

Получается:
Им лучше всего быть дочерьми.
На втором месте - матерями.
На третьем - тетями.
На четвертом - бабушками.
Как видно, гаплодиплоидные вообще не заинтересованы в смене поколений внутри семьи.

Названные цифры предполагали, что осиротевшие самки спариваются с неким прилетевшим гостем. Если же они спариваются внутри жилища с братьями - то дроби будут другие, но их пропорции сохранятся, и логика "выгодней-невыгодней" останется той же.

[3seemingmonkeys.livejournal.com]

Если у пчелы-сестры больше идентичных генов, чем у потенциальных дочерей - то особи явно выгодно выхаживать именно сестер

так в статье об этом и написано.


вообще интересно что происходит со смертью королевы

[sumerk.livejournal.com]

Да-да. Я стал возражать не дочитав.

А.Марковым описана модель пчел или ос, или муравьев, где рядом с царицей - очередь претенденток на престол, которая автоматически выстраивается из самых возрастных самок.
Это гарантирует, что после долго правившей (генетически сильной) царицы - претендентки на престол приходятся сестрами большинству рабочих.

Если же первая претендентка сменив царицу вдруг оказывается слабофертильной или по другой причине быстро покидает престол - то ее сменяет следующая претендентка, тоже старая, значит тоже сестра доминирующему поколению рабочих.
То что очередь претенденток на престол составляется из самых старых - в интересах всего поколения. Ведь если новой царицей станет сестра, то она будет служить распространению 3/8 генов сестер. Что не многим хуже, если бы сама рабочая стала царицей и распространяла бы 4/8 своих генов.

Если в этой модели царица правила недолго - оказалась слабенькой - то ее сестры должны бы устроить инфантицид ее немногочисленного потомства, просто по подозрении в генетической дефективности. Чтобы ее дочери не могли стать претендентками на престол. Ну, или чтобы тетя-царица их отвергла, позволяя быть рядом с собой или своим сестрам, или своим дочерям. Да, в гаплододиплоидной семье царица предпочитает сделать своей наследницей сестру, во вторую очередь - дочь, но уж никак не племянницу. Царица не подпустит к себе племянниц как наследниц или должна спровоцировать их инфантицид - вот мои предположения)))).

[sumerk.livejournal.com]

Сам себе отвечаю.

Я не прочитал статью целиком, когда стал писать комментарий, возражающий против идеи подавления фертильности дочерей царицей в пользу идеи "благой вести".
В статье эта идея как раз и высказана к не вовремя прочитанному мною финалу - как идея "коммуникации" царицы с дочерьми.

Прошу прощения, моя критика оказалась вздорная. Я не дочитал статью, когда стал возражать.