Rebelia w ulu - Dlaczego lepiej dbać o siostrę?

Zrozumienie ewolucji układów społecznych występujących wśród ludzi i zwierząt leży w kręgu zainteresowań nauk ekonomicznych czy socjologicznych, ale także ekologii i biologii. Podczas gdy ekonomiści i socjolodzy skupiają się na interakcjach między ludźmi, ekolodzy i biolodzy starają się zrozumieć ewolucję tych skomplikowanych układów. Takie podejście pozwala na testowanie wielu ogólnych zagadnień, włącznie z teorią ewolucji Karola Darwina. Przykładem są, prowadzone na Uniwersytecie Jagiellońskim, badania wykonywane na rodzinach pszczelich.

Układ eusocjalny to forma grupowania się zwierząt, charakteryzujący się wysokim stopniem uspołecznienia, wspólną opieką nad potomstwem oraz podziałem ze względu na możliwość reprodukcji. Oznacza to, że część osobników ma ograniczone możliwości rozrodcze lub jest bezpłodna i nie może przekazywać dalej swoich genów. Układy takie występują między innymi u owadów błonkoskrzydłych (pszczół, os, mrówek) i termitów.

Dlaczego lepiej dbać o siostrę?

Dziedziczna bezpłodność u części osobników w eusocjalnych społecznościach była w przeszłości stawiana za argument przeciwko teorii ewolucji Darwina. Jednak zaproponowana przez Wiliama D. Hamiltona w 1964 roku teoria – nazwana teorią doboru krewniaczego – tłumaczy powstanie w drodze doboru naturalnego zarówno układów eusocjalnych, jak i innych zachowań altruistycznych. Hamilton zauważył, że osobniki mogą przekazywać swoje geny nie tylko przez własne potomstwo, ale także dzięki potomstwu spokrewnionych ze sobą osobników. W związku z tym altruistyczne zachowania w stosunku do krewniaków mogą być promowane w toku ewolucji, najważniejsze jest bowiem skuteczne rozprzestrzenianie genów osobnika i to bez względu na to, czy on sam podejmie się reprodukcji, czy też – na skutek jego altruistycznego zachowania – zrobi to jego krewniak.

W układach eusocjalnych, wśród owadów błonkoskrzydłych (z rzędu Hymenoptera: pszczoły, osy, mrówki) pojawia się charakterystyczna determinacja płci: samce rozwijają się z niezapłodnionych jaj, samice zaś z jaj zapłodnionych. W efekcie pokrewieństwo pomiędzy siostrami pochodzącymi od jednej matki i tego samego ojca (pokrewieństwo 75%) jest wyższe niż pokrewieństwo pomiędzy matką a córką (pokrewieństwo 50%). Oznacza to, że osobniki, które zainwestowały w wychowanie swoich sióstr, przekazały 75% swoich genów, czyli więcej niż stałoby się to w przypadku, gdyby dbały wyłącznie o własne potomstwo, dzięki któremu przekazują tylko 50% własnych genów. To doprowadziło do częstszych niż w innych grupach zwierząt zachowań altruistycznych względem sióstr. Pomimo wielu prac potwierdzających założenia teorii Hamiltona, powstanie układów eusocjalnych na drodze doboru krewniaczego pozostaje wciąż tematem ożywionej dyskusji, a dalsze badania w tym zakresie spotykają się z szerokim zainteresowaniem.

Ilustracja K. Kuszewskiej obrazuje schemat pokrewieństwa w rodzinie pszczelej. Całym kołem oznaczono samice (matkę i robotnice), ponieważ rozwijają się one z zapłodnionych jaj i są diploidalne (mają po dwa chromosomy danego typu). Półkolami oznaczone zostały samce (trutnie), gdyż rozwijają się z niezapłodnionych jaj i są haploidalne (mają po jednym chromosomie homologicznym z każdej pary). Różne kolory oznaczają geny pochodzące od różnych osobników.

Czytaj więcej o Rebelii w ulu:

1. Rebelia w ulu - Rójka i rebeliantki

2. Rebelia w ulu - Sprzeczne interesy

Kliknij aby uzyskać więcej informacji na temat działań podejmowanych w ramach Projektora Jagiellońskiego.