Mówili nam, że to genetyka. Nowe badania mówią: nie do końca

Przyznaję się bez bicia — przez lata byłem zachwycony tą prostą wizją mrówek i pszczół jako stworzeń, które współpracują ze sobą niemal bez wysiłku, bo akurat tak się złożyło w ich genach. Taka elegancka, schludna odpowiedź na pytanie, dlaczego te owady zbudowały tak skomplikowane społeczeństwa. No to teraz się trzymajcie, bo najnowsze badania trochę namieszały w tej ulubionej teorii. I szczerze? Ta prawdziwa historia jest o wiele ciekawsza.

Czym właściwie jest eusocialność?

Zacznijmy od tego, czym jest eusocialność, bo to naprawdę jedno z najbardziej niesamowitych zjawisk w przyrodzie. Kiedy mówimy, że mrówki, pszczoły i niektóre osy są eusocialne, mamy na myśli najwyższy poziom życia społecznego. Te owady nie tylko tolerują się nawzajem — prowadzą pełnoprawne kolonie, gdzie pokolenia żyją razem, wspólnie wychowują potomstwo i dzielą się obowiązkami. Królowe zajmują się rozmnażaniem, robotnice robią wszystko inne. To niesamowity system, który uczynił mrówki być może najbardziej udanymi zwierzętami na Ziemi, jeśli chodzi o łączną biomasę.

Haplodiploidia — o co w tym chodzi?

Przez sześć dekad biolodzy ewolucyjni bronili „hipotezy haplodiploidii" jako wyjaśnienia, dlaczego eusocialność ewoluowała tak wiele razy właśnie u mrówek, pszczół i os. O co w tym chodzi? Otóż u tych owadów samice rozwijają się z zapłodnionych jaj i mają dwa zestawy chromosomów (jeden od mamy, jeden od taty), podczas gdy samce powstają z niezapłodnionych jaj i mają tylko jeden zestaw. Ta genetyczna układanka oznacza, że siostry są bliżej spokrewnione ze sobą niż byłyby z własnym potencjalnym potomstwem.

Stara, lubiana teoria

Logika była prosta: z ewolucyjnego punktu widzenia samica mrówki mogła zyskać więcej, zostając w domu i pomagając matce produkować kolejne siostry, niż wyruszając w świat, żeby mieć własne dzieci. To kin selection w najczystszej postaci — pomagasz krewnym się rozmnażać, bo dzięki temu wspólne geny rozprzestrzeniają się skuteczniej.

Ta hipoteza stała się tak wpływowa, że trafiła do podręczników na całym świecie. Sam uczyłem się o niej na studiach i myślałem, że to takie eleganckie wytłumaczenie. Jeden genetyczny myk, jedna ewolucyjna konsekwencja, problem rozwiązany.

No więc jest jeden mały szkopuł — to po prostu nie do końca prawda.

Co odkryli naukowcy?

Badacze z Arizona State University zrobili coś, czego wcześniej nikt na taką skalę nie zrobił: sprawdzili hipotezę haplodiploidii, używając ogromnych zbiorów danych obejmujących prawie 69 000 gatunków owadów. Nanieśli zachowania społeczne i systemy genetyczne na wielkie drzewa ewolucyjne i zaczęli liczyć.

Początkowo wyglądało na to, że stara teoria się sprawdza. Eusocialność faktycznie ewoluowała częściej u haplodiploidalnych owadów. Ale tu zaczyna się najciekawsze — kiedy naukowcy przyjrzeli się dokładniej, odkryli, że niemal CAŁY ten statystyczny sygnał pochodził tylko z jednej gałęzi drzewa rodowego owadów: aculeate Hymenoptera, czyli mrówek, pszczół i os składających jaja.

Kiedy wyodrębnili tę konkretną linię ewolucyjną, związek między haplodiploidią a eusocialnością po prostu zniknął. Haplodiploidalne owady spoza tej grupy rozwijały eusocialność w takich samych tempach jak owady diploidalne (mające dwa zestawy chromosomów zarówno u samic, jak i u samców).

Co z tego wynika?

To oznacza, że ta słynna hipoteza tak naprawdę wykrywała coś charakterystycznego dla samych mrówek, pszczół i os, a nie ich genetyki. Te owady dzielą mnóstwo innych cech — żądła, konkretne zachowania związane z budową gniazd, pewne wzorce historii życiowych — które prawdopodobnie mają o wiele większe znaczenie niż ich układ chromosomów.

I szczerze mówiąc, myślę, że to sprawia, że cała historia staje się ciekawsza, nie mniej. Ewolucja to nie jeden prosty myk, który odblokowuje złożone społeczeństwa. To cała konstelacja cech, presji środowiskowych i historycznych zbiegów okoliczności, które akurat składają się w określonych liniach ewolucyjnych.

Badacze ujęli to trafnie: powtarzające się pojawianie się eusocialności u mrówek, pszczół i os może mieć mniej wspólnego z tym, jak ułożone są ich chromosomy, a więcej z ich konkretną biologią i okolicznościami ekologicznymi.

Moje przemyślenia

To jest właśnie jak powinna działać nauka, prawda? Formułujemy hipotezy, testujemy je, a czasem okazuje się, że nasze schludne historie były zbytnimi uproszczeniami. Ważne jest, żebyśmy nie przestawali kwestionować, gromadzić lepsze dane i pozostawali gotowi zaktualizować nasze rozumienie.

Teraz zastanawiam się tylko, które cechy WŁAŚNIE wyjaśnią, dlaczego te konkretne owady tak często trafiają w eusocialną „szóstkę". To badanie pewnie dopiero się zaczyna, i szczerze? Nie mogę się doczekać, co z tego wyniknie.

Źródło: ScienceDaily