Муравьи переписывают правила жизни: клонирование чужих самцов рождает идеальных рабочих

Мир муравьёв снова удивил биологов. Учёные из Франции и Италии обнаружили у иберийских муравьёв-жнецов (Messor ibericus) уникальную стратегию размножения. Их королевы могут производить не только потомство своего вида, но и клонированных самцов другого — степного муравья-жнеца (Messor structor). Эти "чужие" самцы становятся отцами всех рабочих особей колонии.

О необычном явлении — муравьином парадоксе — зоологи знали давно, но только теперь получили достаточно доказательств, чтобы объяснить, как это работает.

Когда рабочие оказываются гибридами

Рабочие особи в колониях Messor ibericus — это стерильные самки. При анализе их ДНК выяснилось, что половина генома совпадает с генами Messor structor. Значит, для их появления необходимы самцы другого вида.

Ранее предполагали, что колонии выживают за счёт межвидового скрещивания: королевы M. ibericus спариваются с самцами M. structor. Это могло обеспечивать гетерозис — более жизнеспособное гибридное потомство. Но загадкой оставались колонии, существующие там, где M. structor не водятся.

Сравнение: разные стратегии размножения муравьёв

Как удалось раскрыть механизм

Команда Джонатана Ромигье из Университета Монпелье исследовала колонии на Сицилии. В гнёздах нашли самцов без волосков на теле — они напоминали Messor structor. Генетический анализ показал, что их митохондриальная ДНК принадлежит виду M. ibericus. Это означало: матерью этих самцов была именно королева "иберийцев".

Чтобы подтвердить гипотезу, собрали 50 колоний и два года наблюдали за ними в лаборатории. В итоге на свет появились три самца "чужого" вида — прямое доказательство способности королевы клонировать M. structor.

Как это работает

У королевы есть орган — сперматека, где хранится сперма от разных самцов. Если она использует "свою" сперму (M. ibericus), появляются будущие королевы. Если — "чужую" (M. structor), то из неё рождаются рабочие-гибриды.

Но есть нюанс. При создании самцов M. structor сперматозоид не оплодотворяет яйцеклетку, а вытесняет её ДНК и заменяет своим генетическим материалом. Таким образом формируется клон отца, в котором от матери остаётся лишь митохондриальная ДНК.

Ошибка → Последствие → Альтернатива

• Считать, что все рабочие происходят от "своих" самцов → невозможно объяснить гибридный геном → учёные выявили роль клонов.
• Исключать возможность клонирования → недооценивать генетическую гибкость → генетический анализ подтвердил замену ДНК.
• Думать, что колонии выживут без рабочих → коллапс → стратегия с клонированием сохраняет баланс.

А что если…

…клонированные самцы смогут вернуться к нормальному размножению? Это приведёт к появлению необычных популяций M. structor.
…мутации в клоновой линии накопятся быстрее? Тогда вся система рухнет, и M. ibericus окажется на грани исчезновения.
…подобный механизм есть у других видов муравьёв? Возможно, мы пока видим лишь вершину айсберга.

Плюсы и минусы стратегии

FAQ

Что такое рабочие муравьи?
Это стерильные самки, выполняющие все функции колонии: добывают пищу, ухаживают за потомством, защищают гнездо.

Почему нужны клоны?
Без рабочих колония не выживет. Клоны M. structor дают сперму для гибридного потомства — рабочих.

А самцы M. ibericus зачем?
Они нужны, чтобы появлялись новые королевы и сохранялся основной вид.

Чем опасна такая стратегия?
Клоновое размножение приводит к накоплению мутаций, что может подорвать устойчивость всей линии.

Мифы и правда

• Миф: рабочие муравьи всегда принадлежат к одному виду.

• Правда: у M. ibericus они гибридные.

• Миф: клонирование в природе невозможно.

• Правда: у этих муравьёв оно реально и играет ключевую роль.

• Миф: колонии могут существовать без рабочих.

• Правда: без гибридных рабочих колония обречена.

Интересные факты

1. У всех муравьёв наследование идёт по гаплодиплоидной системе: самки рождаются от оплодотворённых яиц, самцы — от неоплодотворённых.
2. В природе известны случаи паразитизма, когда сперма одного вида "обманывает" яйцеклетку другого, но здесь система выгодна обеим сторонам.
3. У муравьёв наблюдается колоссальное разнообразие способов размножения — от клонирования до "рабовладельческих" стратегий.

Исторический контекст

Ранее зоологи подозревали необычное происхождение рабочих у M. ibericus, но не имели доказательств. Первые данные о генетическом вкладе M. structor появились в начале XXI века. В 2020-х годах генетический анализ подтвердил: королевы действительно производят клонов. 2025 год: опубликовано полное исследование, объясняющее муравьиный парадокс.