epoxyde: (Default)
epoxyde ([personal profile] epoxyde) wrote2012-09-12 12:23 pm

Предлагаю подумать за биологию

Вот такая интересная тема: общественные насекомые.
Кажется, все мы с ними знакомы. Осы, пчелы, шмели, муравьи, термиты – все это мы знаем с самого детства. Оставим вопрос об уровне ассоциации такого сообщества и о том, как в них осуществляется регуляция, хотя и эта тема не менее интересна. Хочется поразмышлять о том, почему вообще получилась такая история – образование сообществ насекомых. Насколько я знаю, подобной организации не наблюдается более ни у кого. Отличительной особенностью общественных формаций у насекомых является подавление функции размножения у обслуживающего персонала. Причем, замечу, что отличились на этом поприще перепончатокрылые. У них явление общественности распространено, пожалуй, наиболее широко, а подавление половой функции достигло крайних форм. Напомню, что у пчел, ос, муравьев, шмелей основная масса населения – неспособные к размножению самки. Самцы выращиваются отдельно и специально.
Коротко об устройстве такого сообщества: как правило, в нем имеется одна самка-матриарх, способная давать потомство, управляющая всем остальным населением (опять же, оставим тонкости регуляции в стороне). Все остальные так или иначе работают на обслуживание матриарха, которая не способна на самообслуживание, так как ее задача – поддержание и увеличение численности колонии. Периодически колония выращивает половозрелых самок и самцов, которые разлетаются, спариваются и могут основать собственные колонии.
А подумать я предлагаю вот о чем: какое преимущество имеет такая организация перед одиночными насекомыми? Те же перепончатокрылые являют и множественные примеры одиночных насекомых, а термиты – ближайшие родичи тараканов, например. Но даже не это главное. С точки зрения наследственности получается, что весь, скажем муравейник или термитник (осиное или пчелиное гнездо) представляет из себя генетически полностью однородную массу. Никакой существенной разницы между генотипами рабочей особи, солдата или выращенных самок и самцов попросту нет. Тем более не ясно, какое преимущество в этом отношении дает подавление половой функции у основной части населения колонии.
Безусловно, можно подумать о том, что выстроенная вокруг матриарха защита, система обеспечения гарантируют выживаемость ее самой и ее потомства. Кажется, это снимает проблему. Но только на первый взгляд. Задача любой особи – продолжение во времени своего генотипа, а задача каждого генотипа – максимально расширить зону присутствия. Точнее, даже не генотипа, а репликатора. Формально колония общественных насекомых эту функцию исполняет. Она постоянно расширяет занимаемую территорию, увеличивает количество особей. Но на деле весь «рабочий» генотип не выходит за пределы камеры матриарха. Изредка самцы и самки вылетают из гнезда и репликаторы получают возможность выполнить свою функцию.
Но самки и самцы защищены не более, чем одиночные насекомые, но даже более уязвимы, так как лет у общественных насекомых происходит массово. Смертность среди них огромна и превышает таковую у одиночных насекомых. Количество тех, кому не удалось найти пару, тоже достаточно велико. У общественных насекомых полно и внешних врагов, и гнездовых паразитов, поэтому редко приходится говорить о выживаемости всего потомства матриарха. Генетическое разнообразие также не велико.
Вот и возникает вопрос, а чем же на самом деле выгодна общественная организация у насекомых?

[identity profile] thing-in-itself.livejournal.com 2012-09-12 10:32 am (UTC)(link)
Что если им не нужны те мутации, которые могут возникнуть у индивидуальных насекомых? Т.е. они достигли такой вершины совершенства, что вот эта конкретная матриарх, которая смогла выжить и создать колонию, воспроизводит идеальных особей, и им самим уже не нужно вносить собственные изменения в генотип? А их одинаковость в рамках социальной страты гарантирует универсальность и заменяемость.

Надеюсь, более-менее понятно выразила свою версию.

[identity profile] epoxyde.livejournal.com 2012-09-12 10:51 am (UTC)(link)
Набор генов внутри, скажем, перепончатокрылых (жалящих), в общем-то, очень схож. Поэтому мутации будут примерно одинаковыми. Частота мутаций тоже будет практически такой же (смена поколений происходит почти с равными интервалами). Только у одиночных есть больше возможностей компенсации летальных мутаций, скажем так.

[identity profile] epoxyde.livejournal.com 2012-09-12 06:01 pm (UTC)(link)
Если бы у меня были версии...
Хотя, одна мысль имеется: это такой эволюционный тупичок. В него попали массово перепончатокрылые, немного - диктиоптеры (они же - таракановые). В какой-то момент это оказалось выгодно. Точнее - не это, а жизнь в сообществе. А потом уже покатилось на наклонной в сторону узурпации права размножения и все заверте...

[identity profile] thing-in-itself.livejournal.com 2012-09-12 06:05 pm (UTC)(link)
Может быть. Но ведь они очень успешны в своем освоении территорий и ресурсов, особенно муравьи. Может, этот тупичок стал для них землей обетованной.

[identity profile] epoxyde.livejournal.com 2012-09-12 06:07 pm (UTC)(link)
А у них крайне формы такой "успешности".

[identity profile] thing-in-itself.livejournal.com 2012-09-12 06:21 pm (UTC)(link)
Но в целом схема себя зарекомендовала, почему ее не использовать и зачем искать что-то другое? В общем, все сводится к твоим же "и заверте.."

[identity profile] epoxyde.livejournal.com 2012-09-12 06:47 pm (UTC)(link)
Но тогда эта схема была бы более популярна, чем есть на сегодня.

[identity profile] thing-in-itself.livejournal.com 2012-09-12 07:25 pm (UTC)(link)
Ты имеешь в виду среди других видов?

[identity profile] epoxyde.livejournal.com 2012-09-12 07:36 pm (UTC)(link)
Да, у всех других. Но вот нигде такая форма организации не появилась.

[identity profile] thing-in-itself.livejournal.com 2012-09-12 07:38 pm (UTC)(link)
Может, это как-то связано с формой тела?(совсем фантастическая версия)

[identity profile] epoxyde.livejournal.com 2012-09-12 07:46 pm (UTC)(link)
Думаю, это связано с каким-то событием, которое закрепило общественную организацию.
Осталось только выяснить, в какое время появились истинно общественные насекомые с современной организацией. Муравьи, скажем, Сфекомия Фрея, известны уже с мела, 130 миллионов лет назад. А если так, то уже к тому времени была развита и закреплена общественность.

[identity profile] thing-in-itself.livejournal.com 2012-09-12 08:03 pm (UTC)(link)
А есть общественные виды, которые вымерли в процессе? И есть ли кто-либо помимо перепончатокрылых?

[identity profile] epoxyde.livejournal.com 2012-09-12 08:40 pm (UTC)(link)
Да полно. Почти все муравьи, каких находят. Собственно, муравьи себе и крылья, и жало потерять позволили, видимо, только в сообществе. Термиты многие. Осы, опять же, пчелы. Их много находят. И отпечатков, и консервов в янтаре. А вот больше, по всей вероятности, никто не обобществился.

[identity profile] thing-in-itself.livejournal.com 2012-09-13 08:31 am (UTC)(link)
И все-таки термиты несколько выбиваются из этой стройной картины, согласись?

[identity profile] epoxyde.livejournal.com 2012-09-13 08:44 am (UTC)(link)
Не то, чтобы выбиваются. Они и из своих-то, таракановых, выбились. Но, скорее всего, они первыми освоили общественную организацию, потому что от триаса до мела, когда появились муравьи, достаточно далеко. Кажется, что общественные насекомые гораздо более успешны в плане численности и освоения территорий, но меня интересует именно генетическая сторона. Приспосабливаемость у них низкая.

[identity profile] thing-in-itself.livejournal.com 2012-09-13 03:56 pm (UTC)(link)
Почему же тогда они заняли все уголки планеты, кроме самых суровых (муравьи, например)?

[identity profile] epoxyde.livejournal.com 2012-09-13 04:40 pm (UTC)(link)
Вот это и есть суть загадки. Стратегия выгодна в плане завоевания пространства, а вот в плане поддержания - нет. Остров Рождества - яркий пример.

[identity profile] epoxyde.livejournal.com 2012-09-13 07:06 pm (UTC)(link)
Суперколонии желтого сумасшедшего муравья, который был туда занесен. Вообще, доселе неведомое почти образование - супер- или униколония. Так вот они там, если бы не вмешались люди, за пару десятков лет полностью уничтожили бы местную экосистему и, скорее всего, сами бы тоже сдохли.

[identity profile] thing-in-itself.livejournal.com 2012-09-13 08:05 pm (UTC)(link)
Очередной пример занесенной агрессивной фауны. Почитала про него - и стало страшно. И все-таки почему если они такие успешные, мало кто пошел по этому же пути?

[identity profile] epoxyde.livejournal.com 2012-09-13 08:11 pm (UTC)(link)
Я думаю, что ответ надо искать в прошлом, где-то триасом и мелом, когда произошло событие, сделавшее такую тактику временно выгодной.

[identity profile] thing-in-itself.livejournal.com 2012-09-13 08:17 pm (UTC)(link)
Это связано с местами обитания или источником пищи?

[identity profile] epoxyde.livejournal.com 2012-09-13 08:22 pm (UTC)(link)
А это - вопрос с бесконечными дискуссиями, наверное.

[identity profile] thing-in-itself.livejournal.com 2012-09-13 08:39 pm (UTC)(link)
Какая теория в фаворе?

[identity profile] epoxyde.livejournal.com 2012-09-18 09:09 am (UTC)(link)
А кто-то говорит, что такая организация стабилизирует генотип. Что, в общем-то, в некоторых ситуациях выгодно, но только в некоторых.

[identity profile] thing-in-itself.livejournal.com 2012-09-18 10:45 am (UTC)(link)
Понятно.

[identity profile] epoxyde.livejournal.com 2012-09-15 03:57 pm (UTC)(link)
Нет и нет. Пищей себя запросто обеспечит и одиночное насекомое. А места обитания совершенно разнообразны.
Их успешность в массированном давлении, а не в собственно организации сообщества. Такой же успех имеет саранча (условно, конечно), колониальные пауки и т. д.