Фото: Гусеницы индийской мучной моли | М. Бутс | Калифорнийский университет в Беркли
Один из самых плодовитых людоедов может прятаться в вашей кладовой, и биологи использовали его, чтобы показать, как социальная структура влияет на эволюцию эгоистичного поведения.
Исследователи обнаружили, что менее эгоистичное поведение развивалось в условиях жизни, которые заставляли людей чаще общаться с братьями и сестрами. Хотя открытие было подтверждено экспериментами с насекомыми, биолог из Университета Райса Фолькер Рудольф сказал, что принцип эволюции может быть применен для изучения любых видов, включая человека.
В исследовании, ученые показали, что они могут управлять развитием каннибализма у гусениц мучной моли Индии, просто изменяя среду их обитания.
Индийская пищевая моль, также известная как моли-долгоносик и кладовая, — распространенные насекомые-вредители, откладывающие яйца в злаках, муке и других упакованных продуктах. Как личинки, они вегетарианские гусеницы с одним исключением: они иногда едят друг друга, в том числе и своих собственных сородичей.
В лабораторных испытаниях исследователи показали, что они могут предсказуемо увеличивать или уменьшать уровень каннибализма у индийской мучной моли, уменьшая, как далеко моли могут бродить друг от друга, и тем самым увеличивая вероятность «локальных» взаимодействий между личинками. В местах обитания, где гусеницы были вынуждены чаще взаимодействовать с братьями и сестрами, менее эгоистичное поведение развивалось в течение 10 поколений.
Рудольф, профессор биологических наук в Райс, сказал, что усиление локальных взаимодействий противопоставляет себя эволюции эгоистичного поведения, такого как каннибализм.
Чтобы понять почему, он предлагает представить что поведение можно отсортировать от наименее эгоистичного к наиболее эгоистичному.
«На одном конце континуума находится альтруистическое поведение, когда человек может отказаться от своего шанса на выживание или размножение, чтобы увеличить воспроизводство других», — сказал он. «Каннибализм — другая крайность. Моль увеличивает свое выживание и воспроизводство, буквально потребляя себе подобных».
Рудольф сказал, что это исследование предоставило редкую экспериментальную проверку ключевой концепции эволюционной теории: по мере увеличения локальных взаимодействий увеличивается избирательное давление на эгоистичное поведение. В этом суть теоретического прогноза 2010 года Рудольфа и Бутса, автора исследования исследования мучной моли, и Рудольф сказал, что результаты исследования подтвердили это предсказание.
«Семьи, которые были сильно каннибалистами, просто не преуспели в этой системе», — сказал он. «В семьях, которые были менее каннибалистическими, смертность была намного меньше, и они производили больше потомства».
В экспериментах с мучной молью Рудольф сказал, что довольно легко убедиться, что на поведение мучной моли влияют местные взаимодействия.
«Они живут в своей пище», — сказал он. «Так что мы варьировали, насколько он липкий».
15 взрослых самок были помещены в несколько вольеров для откладывания яиц. Бабочки откладывают яйца в пищу, а гусеницы личинок питаются и живут в ней, пока не окукливаются. Во всех вольерах было много еды, но она различалась по липкости.
«Поскольку они откладывают яйца группами, они с большей вероятностью останутся в этих маленьких семейных группах на более липкой пище, которая ограничивает их скорость передвижения», — сказал Рудольф. «Это привело к большему количеству локальных взаимодействий, что в нашей системе означало больше взаимодействий с братьями и сестрами. Мы думаем, что именно это и привело к изменениям в каннибализме».
Рудольф сказал, что тот же принцип эволюции можно применить и к изучению человеческого поведения.
«Например, в обществах или культурах, которые живут большими семейными группами среди близких родственников, вы можете ожидать увидеть менее эгоистичное поведение в среднем, чем в обществах или культурах, где люди более изолированы от своих семей и с большей вероятностью будут окружены незнакомцами, потому что им часто приходится переезжать по работе или по другим причинам», — сказал он.
Рудольф изучал экологические и эволюционные последствия каннибализма почти 20 лет. Он находит это увлекательным, отчасти потому, что на протяжении десятилетий его неправильно понимали и мало изучали. Поколения биологов настолько сильно отвращались к людоедству, что считали поведение всех видов «уродством природы», — сказал он.
Это, наконец, начало медленно меняться несколько десятилетий назад, и сейчас каннибализм зарегистрирован более чем у 1000 видов и, как полагают, встречается у многих других.
«Это везде. Большинство животных, которые едят других животных, в некоторой степени являются каннибалистами, и даже те, которые обычно не едят других животных — например, индийская мучная моль — часто бывают каннибалистами », — сказал Рудольф. «В этом нет никакой морали. Это просто человеческая точка зрения. В природе каннибализм — это просто перекус».
«Но каннибализм «имеет важные экологические последствия», — сказал Рудольф. «Он определяет динамику популяций и сообществ, сосуществование видов и даже целых экосистем. Его важность определенно недостаточно изучена».
Он сказал, что экспериментальное продолжение его теоретической статьи 2010 года появилось почти случайно. Рудольф увидел эпидемиологическое исследование Boots, опубликованное несколько лет спустя, и понял, что та же экспериментальная установка может быть использована для проверки их прогноза.
В то время как исследование бабочек показало, что «ограничение расселения» и, таким образом, усиление локальных взаимодействий может противодействовать эволюции каннибализма, увеличивая цену крайнего эгоизма, Рудольф сказал, что эволюционный толчок, вероятно, может пойти и в обратном направлении. «Если условия питания плохие, каннибализм дает дополнительные преимущества, которые могут подтолкнуть к более эгоистичному поведению».
Он сказал, что также возможно, что третий фактор, узнаваемость родственников, также может дать толчок эволюции.
«Если вы действительно хорошо умеете распознавать родственников, это ограничивает косты каннибализма», — сказал он. «Если вы узнаете родственников и избегаете их поедания, вы можете позволить себе быть гораздо более каннибалистом в смешанной популяции, что может иметь эволюционные преимущества».
Рудольф сказал, что планирует изучить трехстороннее взаимодействие между каннибализмом, расселением и узнаванием родства в будущих исследованиях.
«Было бы неплохо лучше понять движущие силы и уметь объяснить больше вариаций, которые мы видим», — сказал он. «Почему некоторые виды чрезвычайно каннибалисты? И даже внутри одного и того же вида, почему некоторые популяции более каннибалистичны, чем другие. Не думаю, что это будет один-единственный ответ. Но есть ли какие-то основные принципы, которые мы можем разработать и протестировать? Это суперспецифично для каждой системы или есть более общие правила?»
Источник: SciTechDaily
Перевод: Айнур Искакова
