"Егоистичен ген" дава предимство на малцинствата в социалните групи при животни и хора

Ваня Милева Последна промяна на 19 юни 2025 в 00:00 206 0

огнени мравки

Кредит Pexels / Public Domain Certification
Колониите с една царица разпознават и защитават един монарх, който снася яйца. Работниците в тези гнезда са изключително териториални и убиват всяка чужда царица, която се осмели да влезе.

От корпоративни бордове до кошери с медоносни пчели и колонии от мравки, групите са склонни да следват мнозинството. Но биолозите и социалните учени са установили, че едно гласовито малцинство – понякога само от 5 до 10 процента – може да повлияе на окончателното решение, ако е убедително, енергично или добре сплотено. Този ефект е известен като "влияние на малцинството".

Ново проучване показва, че огнените мравки предлагат драматична, генно обусловена версия на същия принцип. Шепа работнички, носещи определен участък от "егоистична ДНК", могат да подтикнат съквартирантките си да приемат нови допълнителни царици, трансформирайки цялата социална структура на колонията.

Егоистична ДНК и структура на мравчена колония

Инвазивната червена огнена мравка, Solenopsis invicta, доминира в югоизточната част на Съединените щати и се разпространява на много континенти.

От екологична и икономическа гледна точка, това е едно от най-въздействащите насекоми на Земята. Среща се и в две различни социални форми.

Колониите с една царица (моногини) разпознават и защитават един монарх, който снася яйца. Работниците в тези гнезда са изключително териториални и убиват всяка чужда царица, която се осмели да влезе.

Колониите с множество царици (полигини) толерират няколко несвързани майки и се разпространяват бързо – новите майки и ескортиращи майки изминават кратко разстояние и започват сателитни гнезда.

Социалната форма има значение: моногинните гнезда са агресивни, но се разпространяват по-бавно; полигинните гнезда могат да покриват пейзажа с взаимосвързани суперколонии.

Един-единствен генен комплекс, наречен Gp-9, до голяма степен определя дали една колония ще приеме една майка или много. Вариантът, наречен Gp-9 B, стимулира структурата с една майка; вариантът Gp-9 b насочва към множество майки.

Само работниците с алел b приемат допълнителни ползи – и този ген действа по поразително "егоистичен" начин, осигурявайки собственото си размножаване.

Генетични корени на поведението на мравките

Такао Сасаки (Takao Sasaki), сега доцент в катедрата по мозъчни и когнитивни науки към Университета в Рочестър, работи заедно с постдокторанта Хаолин Дзън (Haolin Zeng) и професор Кенет Рос (Kenneth Ross) от Университета на Джорджия. Заедно те тестват колко малка група работнички, носещи b-мутации, могат да трансформират цяла колония.

Повечето предишни изследвания са изследвали стабилни гнезда, вече приспособени към едната или другата форма. Новите експерименти са създали смесени групи от нулата, отразявайки ранните етапи на инвазия, когато различни родове мравки се сблъскват.

"Нашето изследване може да ни помогне да разберем как други животни вземат консенсусни решения", каза Сасаки.

Използвайки ДНК маркери, екипът първо проверил социалния генотип на всяка мравка – BB за предпочитане към една царица или B b за предпочитане към множество царици. След това те построили експериментални колонии от 3000 работнички и една царица от B-тип.

В тези колонии те въвели работнички от вида B b в различни пропорции, от нула до 30 процента, заедно с тестови майки, носещи и двата генотипа. Непрекъснато видео наблюдавало как работниците се отнасят към потенциалните новодошли.

ДНК може да промени колонията на мравките

При липса на работнички B b мравки, местните мравки убивали всяка непозната царица в колонията в рамките на часове, което съответствало на поведението на моногинните мравки в дивата природа. Но след като малцинството от работничките B b мравки достигнало приблизително 10 процента, позицията на колонията смекчила.

Тези няколко работнички започнали да хранят и се грижат за допълнителни майки, носещи същия алел b, ескортирайки ги до люпилните камери.

През следващите дни работниците от BB се присъединяват към грижите – въпреки че промяната в крайна сметка намалява собствената им приспособимост за приобщаване. Колонията с една майка се превръща в общество с много майки, просто защото генетично малцинство пренаписва основните правила.

"Разглеждайки гените им, разбираме техните предпочитания дали да имат една майка спрямо множество", обяснява Сасаки. "Чрез манипулиране на дела на работниците с определени гени, можем да проверим дали и как едно малцинство може да убеди останалите членове на групата."

Химическата комуникация е вероятният механизъм. Огнените мравки разчитат на феромони, за да различават приятел от враг и да решават кои царици им подхождат.

Допълнителни тестове показват, че работничките, носещи b-мутации, променят феромоните на цариците или начина, по който съквартирантките им реагират на тези химични сигнали. Независимо от пътя, резултатът е в полза на всяка царица – и следователно на всеки ген – съответстващ на генотипа на малцинството.

Егоистичната ДНК оформя поведението

Проучването подчертава еволюционен обрат, нйаречен "непряк генетичен ефект" (indirect genetic effec): чертите на един индивид се формират не само от собствената му ДНК и среда, но и от гените, носени от неговите социални партньори.

Тук егоистичната ДНК в приблизително една десета от мравките води до резултат (полигинна структура), който е от полза за копията на тези 10%, въпреки че може да не помогне на колонията като цяло.

"Това познание е важно не само за разбирането на биологията на социалните насекоми като огнените мравки, но и за по-широко разбиране на еволюцията на сътрудничеството и социалността при животните, включително хората", отбелязва Дзън.

Тъй като колониите с множество царици лесно се роят и по този начин разширяват фронтовете на инвазия, способността на генетично малцинство да променя поведението на гнездото си може да ускори разпространението на огнените мравки по целия свят. Еволюционните модели ще трябва да отчитат такава обратна връзка между гените и груповата динамика.

Мравките мислят като неврони

Сасаки определя откритията като "колективен разум" – по-широкият фокус на неговото изследване. Точно както невроните обменят сигнали, за да създадат обединени мисли, социалните насекоми обменят химически и тактилни сигнали, за да вземат групови решения.

Ако малък клъстер от неврони може да задейства психическо състояние, защо малък клъстер от генетично различни мравки да не задейства социално състояние?

"Мозъкът е добър пример", обяснява Сасаки. "Всеки неврон общува с други неврони. Мозъкът е когнитивна единица. Мравките като колонии вземат колективни решения, както правят мозъците."

Гените надделяват над мнозинството

Случаят с огнената мравка показва, че влиянието на малцинствата може да има по-дълбока биологична основа, отколкото се смяташе досега. В някои случаи то е кодирано в егоистични участъци от ДНК, които манипулират социални системи като колонии от мравки отвътре.

Дали подобни елементи се крият и в други видове, като неусетно насочват движенията на ятата, йерархиите на глутниците или дори аспекти на човешките социални мрежи, остава неизвестно.

Ясно е, че в сложните общества управлението на мнозинството никога не е абсолютно: при подходящи генетични и социални условия малцина все още могат да водят мнозинството.

Справка: Conversion of social organization in fire ants induced by few colony members: Unmasking indirect genetic effects; Haolin Zeng, Kenneth G. Ross and Takao Sasaki; Proceedings of the National Academy of Sciences, 2025 122 (19) e2501740122; https://doi.org/10.1073/pnas.2501740122

Източник: 'Selfish DNA' can result in minority influence in social animal groups, including humans, Earth.com

Виж още за:
    Най-важното
    Всички новини

    Още от Животът

    Коментари

    За писането на коментар е необходима регистрация.
    Моля, регистрирайте се от TУК!
    Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!

    Няма коментари към тази новина !