По мере того, как развивалось социальное поведение пчел, их сложные химические системы коммуникации развивались согласованно, согласно исследованию, опубликованному онлайн в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.
Международная группа исследователей, в том числе из Принстонского университета, сообщила, что у определенных видов пчел, называемых галактидными, больше сенсорных механизмов по сравнению с родственными одиночными видами. Разница измеряется плотностью крошечных полых сенсорных волосков, называемых сенсиллами, на их антеннах.
Поскольку социальная жизнь требует координации сложного социального поведения, социальные насекомые вкладывают больше средств в эти сенсорные системы, которые используются для передачи информации о ресурсах, партнерах и источниках опасности для их колоний и, следовательно, являются неотъемлемой частью выживания, чем их одиночные аналоги, по словам Сары Кочер, младшего научного сотрудника Института интегративной геномики Льюиса-Сиглера и соответствующего автора статьи.
Кохер и ее коллеги сфотографировали усики взрослых самок 36 видов, которых Кохер поймал в дикой природе, в основном во Франции, или из образцов из Музея сравнительной зоологии на факультете органической и эволюционной биологии Гарвардского университета. и Американский музей естественной истории в Нью-Йорке. Используя сканирующий электронный микроскоп в Принстоне, они получили информацию о топографии и составе поверхности антенн и наблюдали конвергентные изменения как в структурах сенсилл, так и в химических сигналах групп по мере того, как социальность приобреталась и терялась.
Кохер и ее коллеги решили исследовать галактидных пчел, потому что они демонстрируют удивительное разнообразие в социальном поведении, от эусоциального до одиночного. Эусоциальная относится к организационной структуре, в которой отдельные насекомые в колонии отказываются от своей репродуктивной способности и выполняют определенную задачу, например уход за молодыми или сбор пищи, как это наблюдается у многих видов муравьев, ос и медоносных пчел. Кроме того, в пределах этого семейства насекомых социальное поведение развивалось независимо несколько раз, и есть многочисленные примеры реверсии или повторного появления более ранней физической характеристики, а также повторяющиеся утраты социальности. По словам Кохера, эти повторяющиеся приобретения и потери делают этот вид одним из самых разнообразных в поведении социальных насекомых на планете и хорошими кандидатами для изучения социальности. «У нас есть система с огромной сравнительной силой», - сказала она.
По словам Кохера, относительно мало известно об эволюционном переходе от одиночной к общественной жизни. Но в этой статье «[Исследователи] предлагают элегантное решение этой проблемы», - сказал Том Венселирс, профессор эволюционной биологии в Университете Левена в Бельгии, который знаком с исследованием, но не принимал в нем участия. «Изучая группу примитивно эусоциальных насекомых, которые развили социальность совсем недавно и несколько раз возвращались к одиночному образу жизни, [им] удалось провести точное сравнение инвестиций в хемосенсорные системы, сделанных социальными и производными, тесно связанными, несоциальными». виды."
В статье исследователи также отметили, что изначально одиночные галактидные пчелы - те пчелы, которые никогда не развивали социальное поведение - имели плотность сенсилл, аналогичную эусоциальным видам, в то время как вторично одиночные галактидные пчелы - те пчелы, которые эволюционировали от социальных к одиночным. а сзади - уменьшение плотности сенсилл. Кохер был удивлен этими паттернами, но пришел к выводу, что «плотность сенсилл может быть важным предшественником эволюции социального поведения."
«Это исследование демонстрирует, что изменения в социальной структуре отражаются в изменениях сенсорных систем насекомых», - сказала она. «[Это] не только иллюстрирует эволюционный переход от индивидуального размножения к необходимости координировать размножение как группу, но также и то, как это изменение поведения может создать эволюционную петлю обратной связи, в которой черты выбираются для повышения социальности в последующих поколениях."