Древесные муравьи показали пример обратной эволюции

Древесные черепаховые муравьи или цефалоты (Cephalotes) обладают необычной внешностью: форма их головы может отличаться в пределах одного вида. У большинства из цефалот есть каста муравьев-солдат, которые своими головами — будто пробкой — перекрывают входы в муравейники.

У некоторых из них сплюснутые головы похожи на крышки канализационных люков, у других — головы почти квадратной формы, с помощью которых они могут формировать на выходе из гнезда построения, напоминающие перекрывающиеся щиты спартанской армии.  

Это разнообразие в форме головы раскрывает не только причуды природы: оно также может пролить свет на то, как эволюционируют виды, чтобы заполнить экологические ниши. И эта эволюция, как показывают опубликованные в Proceedings of the National Academy of Sciences новые исследования, не всегда является невариативной.

Как и многие другие социальные насекомые, живущие в колониях, муравьи-черепахи специализируются на различных функциях, часто развивая преувеличенные черты, подходящие для их работы. Для солдат этот процесс привел к появлению больших голов разных форм.

Форма и размер головы солдата продиктованы типом туннеля, который занимает рассматриваемый вид. При этом муравьи сами не роют туннели, а занимают сделанные ксилофагами — например, жуками-дровосеками. По словам Кронауэра, так как туннель может быть слишком большим или слишком маленьким для конкретного вида, муравьи быстро диверсифицируются, чтобы занять его.

Соотношение между головами цефалот и туннелями может дать уникально четкое представление о естественном отборе. Чтобы понять эволюционный путь различных форм головы, исследователи сгруппировали 89 разновидностей древесных муравьев, изучив эволюционные взаимоотношения между ними с помощью ранее собранных генетических данных.

Если эволюция была односторонним путем, то первым цефалотам, появившимся около 45 миллионов лет назад, вообще не хватало бы солдат. Затем они должны были эволюционировать от неспециализированных вариантов к специализированным, с различными формами головы.

Но новый анализ показал, что это не так. Вместо этого, самый старый общий предок, которого исследователи могли проследить, вероятно, имел квадратную голову. Этот предок продолжал формировать диапазон видов, от тех, у которых вообще не было солдат, до других с различными уровнями специализации. В некоторых случаях более специализированные виды меняли направление со временем, превращаясь в более широкопрофильные.

По словам Пауэлла, эти открытия прекрасно показывают, насколько гибкой может быть природа, приспосабливающая форму организма к контексту окружающей среды.

«Подвластное эволюции поле, на самом деле, немного шире, чем считалось ранее», — добавляет Кронауэр.

Взгляните на «инопланетное» насекомое, названное в честь Леди Гаги.