Эволюция умеет переписывать собственные правила — и муравьи из рода Pheidole тому наглядный пример. Команда из лаборатории Оттавского университета установила, что у этих насекомых размер антенн не зависит от размеров тела при переходе между кастами. Статья опубликована в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.
В биологии действует простая закономерность: крупное животное обычно имеет и крупные органы. Внутри одной касты муравьев Pheidole это правило соблюдается — у более крупных рабочих антенны длиннее. Но при сравнении мелких рабочих и крупных солдат пропорция ломается: их антенны по размеру полностью перекрываются, хотя голова и туловище у солдат заметно крупнее.
Раджендран Раджакумар и его аспирантка Эрика Вонг измерили признаки у 565 видов Pheidole, сопоставив лабораторные данные с музейными коллекциями и полевыми наблюдениями. Эта «отвязка» антенн от габаритов тела распространена по всему роду и, по-видимому, возникла у общего предка Pheidole и родственных им черепашьих муравьев Cephalotes.
«Социальные сигналы и гормоны не просто решают, станет ли муравей рабочим или солдатом, — поясняет Раджендран Раджакумар. — Они способны переписать то, как разные признаки растут и масштабируются — внутри каст, между ними и, шире, между видами».
Эксперименты на виде Pheidole dentata помогли прояснить механизм. Управляя социальным окружением колонии, ювенильным гормоном и сигналом специального органа, регулирующего пропорции, исследователи получили «нанорабочих» и «наносолдат» с телом рабочего, но головой солдата. Мирмекологи (исследователи, изучающие муравьев) неоднократно указывали, что муравьиная колония действует как единый суперорганизм, и социальная среда способна вскрывать их скрытый потенциал развития, который в обычных условиях остается подавленным.
Подобная гибкость развития, по мнению авторов, помогла муравьям создать сложные кастовые системы и стать одной из самых разнообразных и экологически успешных групп животных на планете. Эволюция, как заключает Раджакумар, не всегда сводится к добавлению «больше или меньше одного и того же» — иногда новые возможности рождаются, когда привычные связи между признаками разрываются.
Ранее ученые нашли неожиданную причину эволюционного успеха муравьев.