Termite Schlachten mag erklären, Evolution der sozialen Insekten
Behind the Scenes Artikel wurde LiveScience in Zusammenarbeit mit der National Science Foundation zur Verfügung gestellt.
Natürliche Selektion plädiert für kleine biologische Veränderungen, die größere Überlebenschancen und erfolgreiche Reproduktion ergeben. Doch, dass der Prozess nicht quadratisch ist nun mit der Entwicklung der sozialen Insekten, besonders wenn ihre Kolonien mehr als 1 Million nicht-reproduktiven Mitglieder haben können.
Eine neue Studie von Termiten haben die Antwort für solche eine evolutionäre, zuerst gestellte Frage von Charles Darwin vor fast 150 Jahren: wie unterstützt die natürliche Selektion Insekt "Arbeitnehmer" und "Soldat" Nachkommen, die nie reproduzieren, Verknüpfungen zu finden oder ihre eigenen Kolonien zu starten?
Offenbar kann die Antwort sein, weil die Arbeiter- und Soldatenräte zu Hause bleiben.
"Diese Frage über die Entwicklung des sozialen Verhaltens unter Insekten wirklich fasziniert mich," sagte Forschungsleiter und University of Maryland Evolutionsbiologe Barbara Thorne, der fast 30 Jahre verfolgt die Antwort verbracht hat.
"Soziale Insekten sind extrem erfolgreich und dominant in vielen verschiedenen Lebensräumen auf der ganzen Welt, doch wir verstehen nicht, wie dieser blühenden aber komplexen Kolonie Struktur entwickelt. Es ist warum ich in diesen Studien beteiligt, habe als ich ein junger Student war. "
Thorne der jüngsten Forschung, teilweise finanziert durch NSF, treibt eine neue Theorie, die es für die frühen Termite Nachkommen war zu Hause bleiben und ihren Eltern zu helfen, als Gefahr gefährliche zur Schaffung unabhängiger Kolonien vom Nest Versuche, wo sie anfälliger für Raubtiere wäre, vorteilhafter. Die Termite Jugendlichen hatte die beste Gelegenheit, um die reproduktiven Thron übernehmen, wenn ihre Eltern von Nachbarn getötet wurden.
"Der Anreiz zum bleiben zu Hause mit ihren Geschwistern und Eltern erben Immobilien könnte ein Bindeglied zur Evolution der Sterilität bei sozialen Insekten bieten" Thorne sagte.
Thorne und ihre Kollegen Philip Johns und Ken Howard, beide jetzt am Bard College und Maryland Kollegen Nancy Breisch und Anahi Rivera, inszeniert Begegnungen zwischen Kolonien der benachbarten Dampwood Termiten – die primitivsten lebende Termiten mit Eigenschaften ähnlich wie die Hypothese Vorfahren – und auch die Termiten genetische Marker analysiert.
Ihr Team Forschung zeigt, dass wenn sich zwei benachbarte Termite Familien innerhalb desselben Protokolls treffen, sie kämpfen, führt häufig zu den Tod von einem oder beiden Familien Könige und Königinnen.
Dies ebnet den Weg für Ersatz "junior" Könige und Königinnen aus entweder oder beide Kolonien Arbeitnehmer nachkommen zu entwickeln. In anderen Worten, können sterile Termiten Tonwiedergabegeräte geworden, wenn ihre Eltern getötet werden, immer die wichtigste Vorfahre für die Kolonie.
Pheromone produziert von gesunden Königen und Königinnen normalerweise unterdrücken Gonade Entwicklung in "Hilfsklassen", und wenn die Könige und Königinnen sterben, die Pheromone verschwinden oder vermindern. Infolgedessen können Unterdrückung Aufzüge und verstärkten, "steril", Helfer Nachkommen aus beiden Kolonien werden neue "geschlüpften" und den Thron zu übernehmen.
"Ermordung von Königen und Königinnen Gründung junge Termite Nachkommen weiterhin als nicht reproduzieren Arbeiter in ihren Kolonien Geburt angetrieben haben kann", so Thorne. Eher als Gefahr gefährliche Versuche einer unabhängigen Kolonien außerhalb des Nestes zu initiieren, können zu Hause bleiben sie eine bessere Gelegenheit zu Tonwiedergabegeräte gegeben haben.
Es stellt sich auch heraus, dass Hunderte von König und Königin Gründung Paare gleichzeitig den gleichen Toten Baum besiedeln, geben die Insekten mehr Gelegenheit zu treffen und ihren Nachbarn zu kämpfen. Wenn Könige und Königinnen getötet werden, Termiten nicht miteinander verwandten Familien zusammentun und kooperieren in einer größeren, stärkeren Gruppe in der neuen reproduktive Termiten aus einem oder beiden Kolonie Arbeiter Reihen entstehen können. Termiten aus den zwei Familien können sogar kreuzen.
Weil diese jungen Kolonien relativ klein ist, sind die Nachkommen –, die als Helfer in ihrer Eltern Nester bleiben – haben eine realistische Chance der Erben der Familie Ressourcen und des Werdens reproduktive Termiten.
"Die zusammengeführte Kolonie auch einen Größe Vorteil in seinem nächsten Kampf mit einem Nachbarn hat", sagte Thorne. "Damit nichts zu tun haben beide Familien nutzen, den folgenden Kolonie Begegnungen."
"Ameisen, Bienen und Wespen haben auch sehr soziale Kolonien mit Königinnen und sterile Helfer, aber sie haben eine ungewöhnliche genetische System die Studie ihrer sozialen Herkunft erschwert", sagte Thorne. "Termiten haben Könige und Königinnen und ihre Kolonie Organisation ist erstaunlich konvergent mit Ameisen, Bienen und Wespen, noch sie komplett eigenständig entwickelt und haben ein normaleres genetische System. Termiten haben keine Menge Aufmerksamkeit von Evolutionsbiologen erhalten, aber ihr Fall kann einige Grundprinzipien offenbaren."
Die primitiven lebenden Termiten in Forschung, Gattung Zootermopsis, Aktien sozial-, Entwicklungs-, und Lebensraum Merkmale mit antiken Vorfahren, und dient somit als Modellsystem Schlüsse in Bezug auf wie sehr soziale Verhalten entwickelte sich in diesen insects140 vor Millionen Jahren zu zeichnen. Einmal primitive Termiten einen Anreiz hatte, bleiben Sie zu Hause im elterlichen Nest durch die Möglichkeit der frühen oder "beschleunigte" Vererbung, dass Verhalten behoben wurde und im Laufe der Evolution Zeit Termite Sozialverhalten durch welche Harvard Biologe beschreibt o. als "Point Of No Return."
"Diese Ergebnisse zeigen wie ökologische Faktoren könnte durch die Beschleunigung und Verbesserung der direkten Fitness Möglichkeiten der Helfer nachkommen, Rendern Verbundenheit Begünstigung Verwandtenselektion weniger kritisch, die Entwicklung der sozialen Organisation gefördert haben" sagte Thorne.
- Video: Termite Schlacht
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Anmerkung der Redaktion: Diese Forschung wurde unterstützt durch die National Science Foundation (NSF), die Bundesagentur für angeklagt Finanzierung von Grundlagenforschung und Ausbildung in allen Bereichen der Wissenschaft und Technik. Meinungen, Erkenntnisse und Schlussfolgerungen oder Empfehlungen ausgedrückt in diesem Material sind die des Autors und spiegeln nicht unbedingt die Ansichten von der National Science Foundation. Sehen den Blick hinter die Kulissen Archiv.