Hvorfor er bierne offentlige, men der er ingen sommerfugle?

Hvorfor er bierne offentlige, men der er ingen sommerfugle?

Peter Volcite
"Quantic" №8, 2016

Vi ved alle meget godt, at bier og myrer er almindelige insekter. De lever i store familier, der består af et avlss livmoder eller "dronning" (nogle eller mange livmodermyrsarter) og mange arbejdstagere, der ikke kan reproducere, men de gør alt godt arbejde: fra madudvinding til larverpleje.

Vi ved også, at forfædrene til sociale insekter var ensomme og gradvist udviklede sådanne komplekse samfund i udviklingsprocessen. Indtil nu er der i løsningen af ​​Hymenoptera, som omfatter hveps, bier, humle og myrer, der er mange overgangsformer fra ensomme til offentlige insekter.

I første fase hjælper de unge bier fra den første brød moderen til at vokse den næste, og hvem flyver væk, hvor de bygger deres eget rede. Og i fremtiden stopper assisterende spredning og hjælper moderen til slutningen af ​​sit liv uden at lægge æg.

Hvordan hoppede insekterne til dette stadium i den evolutionære proces? Faktisk modsiger en sådan overgang ved første øjekast helt teorien om naturlig udvælgelse. Lad os kort huske sin essens: Hvis en persons gener genererer udviklingen af ​​nyttige træk i den, så vil den have mange efterkommere, og i næste generation vil der være mange bærere af disse "nyttige" gener.De vil efterlade mange efterkommere igen og igen og igen. Hvis generne koder for nogle ufordelagtige tegn, så vil efterkommerne af en sådan person være lille, og med hver generation vil andelen af ​​disse gener falde, indtil de helt forsvinder. Nye genvarianter forekommer på grund af mutationer, og det naturlige valg bestemmer hvilke der er nyttige og værdige til eksistens, og hvilke er skadelige, og de er bestemt til at forsvinde.

For eksempel udviklede nogle bier som følge af en mutation et altruismegen – ønsket om at hjælpe mamma med at passe på larverne. Og så hjælper det endda "glemmer" om deres egen reproduktion. Dette er vidunderligt: ​​Moderen vil ved hjælp af den ældste datter vokse mange unge bier. Men vores mutantassistent vil ikke videregive sine gener til efterkommere – disse gener vil dø med hende. Udviklingen af ​​sociale insekter vil ende, inden det begynder.

Er Darwins teori forkert? Skynd dig ikke – de evolutionære forskere svarer, – glem ikke at de unge bier, som vores altruistiske mutant vokser, er dets søstre. Måske har nogle af dem også dette altruismegen? Og assistenten, selv uden at forlade deres eget afkom, vil udvide deres gener? Det er sandt, men bærere af "egoismens gen" vil forlade flere efterkommere end bærere af "altruismens gen".Og generelt: Søstrene bærer enten disse gener, eller de bærer dem ikke, og dine egne efterkommere vil helt sikkert arve dine gener.

I tilfælde af "normale" dyr er det præcis tilfældet. Det er derfor, at de fleste samfundsdyr ikke har opdeling i frugtbare dronninger og barre arbejdere. I en pakke aber, for eksempel opdrætter alle individer. Som i kolonien af ​​måger.

Men hymenopteraner er ikke som alle andre. De har en helt anden definition af køn. Som det er kendt, er kønet i pattedyr givet af to sexkromosomer: X og Y. Hvis barnet fik X-kromosom fra mor og Y-kromosom fra far, han bliver en dreng. Hvis to Xkromosomer – pige. to Y-kromosomer kan ikke komme til ham, fordi mor ikke har sådan et kromosom, begge hendes kromosomer er X (Figur 1).

Fig. 1. Ordningen om kønsarv hos mennesker (og) og bierne (b)

Og for Hymenoptera bestemmes kønnet af antallet af kromosomer. Hos kvinder (og arbejdere, som er infertile kvinder) – et dobbelt sæt, er hver type kromosom præsenteret i to kopier. Og hanen har et enkelt kromosom af hver type. Hvis kvinden lægger befrugtede æg, kombinerer de et sæt fra moderen og en fra faderen – hunnerne med et dobbelt sæt opnås.Og hvis der ikke er nogen hanner, lægger kvinden ufrugtede æg med et enkelt sæt kromosomer – og mændene vises! Meget behagelig.

Fig. 2

Hvordan vedrører dette overgangen til en social livsstil? Men hvordan. Lad os se, hvordan forbundne forældre er til hinanden – børn og søskende i vores pattedyr og i bier. Hos mennesker modtager barnet halvdelen af ​​morens kromosomer og halvdelen af ​​faderen (figur 2). Så med hver af forældrene har han halvdelen af ​​de fælles gener. Søstre og brødre er mere komplicerede. Teoretisk set kan en søster (eller bror, nu det ikke betyder noget) få halvdelen af ​​kromosomerne fra moderen (lad os kalde dem "venstre", fordi de er trukket til venstre), og den anden er den anden ("højre"). Derefter vil søstrene (eller brødrene) ikke have samme modergener overhovedet. På den anden side er det også muligt, at begge søstre får samme "venstre" eller "rigtige" kromosomer, så vil deres gener være helt identiske. I virkeligheden er sandsynligheden for sådanne ekstreme muligheder meget lille – kromosomer fordeles mellem efterkommere ved en tilfældighed. Og i gennemsnit har to søskende ca. en fjerdedel af moderens gener sammenfaldende. Og omkring en fjerdedel af hans far. I alt – halvt.Så forældre med børn og brødre med søstre i pattedyr har i gennemsnit halvdelen af ​​de fælles gener.

Fig. 3

Og hvad med hymenoptera (figur 3)? Fra moderen – det samme samlede kvartal (i gennemsnit) og fra faderen – hundrede procent! Han har simpelthen ingen andre muligheder: hvert af hans kromosomer er præsenteret i en kopi. Det viser sig, at biernes forældre og børn har halvdelen af ​​de fælles gener, og søstrene – tre fjerdedele! De er dyrere for hinanden end mødre. Sandelig, med brødre i bier-kvinder kun en fjerdedel af fælles gener. Men i enhver biokoloni dominerer kvinder, og mænd synes sjældent og i små tal – de kan ignoreres.

Som et resultat viser det sig, at bien er mere rentabel for at vokse flere søstre end døtre, når det gælder at udvide sine gener. Og hvis der er mange søstre til at vokse op, er der ikke længere behov for at have døtre. Det er præcis hvordan arbejderbier (såvel som hveps, humle og myrer) gør.

Selvfølgelig tænkte bierne ikke på "fordelene" og generne. Simpelthen, hvis en person bærer genet for "altruisme" i sig selv, forsvandt dette gen ikke i modsætning til forventningerne, men tværtimod med hver generation mere og mere spredt i befolkningen.

Som du kan se, er Darwins teori sand for offentlige bier.Desuden kan det forklare, hvorfor der er så mange sociale insekter blandt Hymenoptera, og ikke blandt blandt andet sommerfugle. Fordi i disse køn arves som i pattedyr: ved hjælp af to sexkromosomer.

Opgave 1

Alle myrer betragtes som sociale insekter. Men i nogle arter er der ingen kast af arbejdere – der er kun soldater, som ikke kan passe på larverne, heller ikke at få mad eller endda at spise alene. Disse er for eksempel tropiske myrer, Amazonerne. Hvordan overlever de?

Tip: arbejdsmyrerne er trofaste til "deres" rede, idet de adskiller sig ved lugten af ​​deres familiemedlemmer (andre arbejdere, soldater, dronninger osv.) fra fremmede. Men de betragter "deres" anthillet, hvori de dukkede op fra puppen: groft sagt den, hvis lugte først føltes på tidspunktet for udklækning.

Like this post? Please share to your friends:
Skriv et svar

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: