Всероссийская конференция с международным участием «Биогеосистемная экология и эволюционная биогеография»

Новосибирск, 14-19 декабря 2015 г.

Резникова Ж.И.  

Муравьи как фактор адаптогенеза

                                                  МУРАВЬИ КАК ФАКТОР АДАПТОГЕНЕЗА

                                                             *, ** Ж. И. Резникова
*Институт систематики и экологии животных СО РАН, ул. Фрунзе 11, Новосибирск, 630091, Россия
**Новосибирский государственный университет, ул. Пирогова 2, Новосибирск, 630090, Россия
e-mail: zhanna@reznikova.net

До недавнего времени последствия межвидовых взаимодействий и их роль в эволюции сообществ оставались предметом теоретических построений, и лишь немногие публикации касались экспериментальных исследований реальных ситуаций. На основе исторических данных об интродукции видов в аборигенные сообщества и продолжительных наблюдений за динамикой межвидовых отношений были получены свидетельства “быстрых” эволюционных преобразований, когда в течение короткого срока (от нескольких десятков до ста лет) под действием биотических факторов происходит адаптивная смена морфотипов в популяции.  Подавляющее большинство исследований “быстрых” преобразований касаются физиологических и морфологических адаптаций хищников и паразитов к конкретным видам добычи и хозяев .Только в работах последнего десятилетия удалось проследить, как происходит выработка и закрепление “быстрых” поведенческих адаптаций в популяции. Одним из ярких примеров является постепенное распространение и "канализация" защитной реакции у береговых улиток нативных популяций в течение 110 лет после вселения чужеродного хищника - зеленого краба (Edgell et al, 2009).
     Данные, полученные многими авторами, указывают на важную роль биотических факторов в микроэволюционных процессах, проходящих в популяциях разных видов. На первом рубеже адаптационного процесса поведение играет наиболее существенную роль (Foster, 2013). Пластичность поведенческих реакций и способность гибко обучаться в ходе индивидуального развития в ответ на меняющиеся условия межвидовых отношений существенным образом расширяют адаптивные возможности вида (Reznikova, 2007). В то же время, в многочисленных исследованиях последних лет на дрозофилах показано, что “плата” за способность обучаться может быть весьма высока: отбор линий по соответствующим поведенческим признакам показал, что быстро обучающиеся дрозофилы обладают пониженной жизнеспособностью (Mery, Kawecki, 2003). Это говорит о том, насколько важно соблюдение баланса между пластичным поведением и генетически запрограммированными реакциями. В таких ситуациях можно ожидать проявления эффекта Болдуина, согласно которому адаптивные ненаследуемые модификации под действием отбора заменяются на наследуемые (Марков, 2008; Duckworth, 2008).
       До сих пор при изучении роли быстро вырабатывающихся поведенческих адаптаций в эволюции межвидовых отношений основное внимание уделялось только взаимодействию одной пары видов в сообществе: консумент – кормовое растение, хищник – жертва, паразит – хозяин, пара мутуалистических видов. На примере сообществ с доминированием рыжих лесных муравьев в нашей лаборатории разрабатывается модель для изучения роли поведенческих адаптаций в установлении и поддержании динамичного баланса межвидовых взаимодействий. Играющие роль ядра в лесных биоценозах, рыжие лесные муравьи вступают в конкурентные, хищнические и мутуалистические отношения с различными видами беспозвоночных и позвоночных животных, оказывая заметное влияние на их численность, пространственное распределение и поведение. В настоящее время накоплен достаточно большой объем данных об этологических механизмах взаимодействий рыжих лесных муравьев с мутуалистами (тлями), их естественными врагами (афидофагами), различными конкурентами (хищными герпетобионтами, мелкими грызунами, птицами), но вопрос о долговременных последствиях и эволюционных механизмах этих межвидовых отношений до сих пор остается открытым. В этом направлении представляется перспективным разделить эволюционно сложившиеся связи между членами сообщества от актуальных кратковременных взаимодействий.
      В качестве критерия, позволяющего судить об устойчивом характере межвидовых отношений, мы предлагаем рассматривать наличие целостных поведенческих стереотипов, направленных на специфические межвидовые взаимодействия и проявляющиеся по принципу “все и сразу” у “наивных” (выращенных в изоляции и лишенных опыта) животных. Наличие таких поведенческих стереотипов связано с врожденными шаблонами восприятия у животных (Зорина, Полетаева, Резникова, 1999). Данные по распространению врожденных шаблонов восприятия различных конкурентов в популяциях муравьев и хищных жужелиц (Reznikova, Dorosheva, 2013), а также в популяциях муравьев и полевых мышей (Panteleeva et al., 2013) могут указывать на эволюционно сложившийся характер биотических отношений, способных под воздействием внешних факторов изменяться в градиенте от хищничества до топической конкуренции и нейтрализма.

Исследование поддержано Российским научным фондом (грант № 14-14-00603).