Ученые впервые нашли биологическую основу «кастовых различий» насекомых

Царица вида древесный муравей (Formica Rufa) готовится взлететь с папоротника. Пустошь Дорсет, Великобритания.
ФотоNick Upton / Alamy

Муравьи по праву считаются настоящими тружениками, без устали выполняющими свои обязанности — поиск пищи для семьи, заботу о личинках, строительство туннелей, уборку муравейника. Однако все это делают муравьи, вернее, муравьихи, принадлежащие к рабочей касте. Кроме рабочей, в муравьиной семье есть каста социальных паразитов — муравьиных маток или цариц, которые умрут, если о них не будут заботиться рабочие. Только царицы способны размножаться, в то время как рабочие самки бесплодны.

Ученым пока непонятно, как именно происходит разделение на касты, почему кто-то рождается рабочим, а кто-то — бездельником, о котором заботится муравьиная семья. До сих пор считалось, что это постепенный процесс, в ходе которого в отдельной семье накапливаются генетические мутации, приводящие в итоге к появлению «цариц».

Однако исследователи из Рокфеллеровского и Гарвардского университетов (США), статья которых опубликована в журнале Current Biology, поставили верность этой гипотезы под сомнение. Они обнаружили: чтобы вместо рабочей самки родилась царица, достаточно всего одной мощной мутации.

Наблюдая в лаборатории за колонией муравьев-наездников, у которых обычно не бывает маток, а есть только рабочие особи, размножающиеся неполовым путем, ученые обратили внимание на то, что в семье внезапно появились похожие на цариц мутанты. Эти муравьихи очень сильно отличались от остальных — они родились с крыльями, большими глазами и яичниками, а также отказывались работать.

Расшифровка генома цариц показала, что у них присутствует мутация в «супергене» (кластере из более чем 200 генов), отвечающем за выработку гормонов. Как считают исследователи, именно такая мутация определяет, к какой касте будет относиться будущая муравьиха.