Термиты развили сложное общество благодаря потере многих генов своих предков — исследование

Ученые выяснили, что термиты развили сложную социальную организацию не за счет усложнения генома, а напротив, — через потерю множества генов, включая те, что отвечают за конкуренцию сперматозоидов. Это открытие противоречит распространенному представлению о том, что более сложные общественные структуры у животных требуют более сложного генетического кода.

Международная группа ученых из Австралии, Китая, Дании и Колумбии опубликовала результаты исследования в журнале Science. Профессор Нейтан Ло из Сиднейского университета, один из ведущих авторов исследования, отметил, что работа научного коллектива показывает «неожиданный» путь эволюционного развития термитов.

Эти насекомые произошли от предков, похожих на современных тараканов, которые перешли на питание мертвой древесиной. Исследователи сравнили геномы тараканов, древесных тараканов — их близких родственников, живущих небольшими семейными группами, — и различных видов термитов с разным уровнем социальной сложности их обществ. Выяснилось, что геномы термитов и древесных тараканов меньше и проще, чем у обычных тараканов: утрачены многие гены, связанные с обменом веществ, пищеварением и размножением.

Наиболее показательной оказалась потеря генов, отвечающих за формирование хвостика сперматозоидов. У термитов, в отличие от тараканов и большинства животных, сперматозоиды лишены хвостиков и неподвижны. По словам Ло, эта утрата служит убедительным свидетельством того, что моногамия (королева и король образуют прочную пару на всю жизнь) уже сформировалась у предков термитов: когда конкуренция сперматозоидов исчезла, необходимость в генах их подвижности отпала.

Эксперименты показали, как в колониях термитов происходит разделение труда. Личинки, получающие обильное питание от старших собратьев, развивают высокий энергетический метаболизм и становятся рабочими особями, не способными к размножению. Те же, кто получает меньше пищи, растут медленнее и сохраняют возможность стать в будущем королями или королевами. После смерти монарха колонии его роль обычно занимает один из потомков, что приводит к широкому распространению инбридинга и дополнительно укрепляет родственные связи. Исследование дает одно из наиболее полных объяснений того, как термиты совершили переход от одиночных предков-тараканов к одним из самых социально сложных организмов на планете.

Ранее стало известно, что мадагаскарские шипящие тараканы собираются в группы и обнимаются, чтобы не высохнуть в засушливых условиях. К такому выводу пришли биологи из Бингемтонского университета в США, изучавшие поведение этих крупных насекомых.