Biologové z George Washington University a Rockefeller University zjistili, že během evoluce mravenci želvy opakovaně měnili tvar hlavy, což lze použít k posouzení „specializace“hmyzu. Článek o objevu byl publikován v časopise PNAS.
Želví mravenci jsou zajímaví v tom, že mají nepřiměřeně velké hlavy, které používají k blokování vstupů do svých hnízd, jako živé dveře. Ale ne všechny hlavy hmyzu mají stejný tvar: pro některé se podobají poklopy šachty a ideálně zakrývají vchody do tunelů; jiní mají čtvercové hlavy, což umožňuje několika jednotlivcům složit je jako štíty a blokovat průchod do tunelu.
Tato rozmanitost tvarů hlav není jen zajímavou evoluční adaptací. Může hodně říci o vývoji druhů v průběhu evoluce a souvisejícím vyplňování ekologických výklenků.
Nová práce biologů ukazuje, že takový vývoj se může pohybovat nejen v jednom směru, směrem k rostoucí specializaci, ale také v opačném směru. Autoři ukázali, že zástupci tohoto druhu mravenců se postupem času stali „široce založenými odborníky“.
Stejně jako mnoho jiných sociálních hmyzů žijících v koloniích se i želví mravenci specializují na různé funkce - vyvíjejí se tak, aby vyvinuli rysy, které jsou vhodné pro jejich práci. Pro vojáky tento proces vyústil ve velké hlavy různých tvarů.
"Mezi nejmenšími a největšími želvami mravenců je obrovský čtyřnásobný rozdíl," řekl Scott Powell, hlavní autor nové studie, biolog na univerzitě George Washingtona. "Abychom to lidem pomohli představit, často říkám, že nejmenší vzorek může pohodlně sedět na hlavě největšího vzorku."
Tvar a velikost hlavy vojáka Cephalotes goniodontes je určen typem tunelu, který druh zabírá. Mravenci sami nekopí tunely, ale pohybují se podél těch vykopaných vrtáky. A protože tunel, kterým se pohybují, může být příliš velký nebo příliš malý, mravenci se rychle diverzifikují, aby ho mohli obsadit. Vztah mezi hlavami tohoto druhu a tunely tak může poskytnout jedinečný pohled na přirozený výběr v populaci těchto druhů hmyzu. Vědci mohou snadno porovnat znak - obvod hlavy - s ekologickým znakem, který způsobil jeho vývoj.
Ke studiu vývojového vývoje různých forem hlav vědci seskupili 89 druhů želvích mravenců pro tuto vlastnost. U hmyzu identifikovali čtvercovou, klenutou, diskovou nebo miskovitou hlavu. Autoři poté prozkoumali evoluční vztahy mezi těmito skupinami pomocí dříve shromážděných genetických informací.
Propagační video:
Pokud by byla evoluce jednosměrná cesta, museli by první želví mravenci, kteří se objevili asi před 45 miliony let, úplně ztratit své vojáky a poté se postupně vyvíjet směrem ke specializaci - od vojáků se čtvercovými hlavami k jednotlivcům s hlavami, které dokonale zakrývají vchody do tunelů.
Nová analýza však ukazuje, že věci byly jiné. Nejstarší společný předek, který vědci dokázali najít, měl pravděpodobně čtvercovou hlavu. Z toho se vyvinula řada mravenců s různou úrovní specializace. V některých případech více specializované druhy časem změnily směr a vyvinuly se zpět do univerzálnějších tvarů hlav. Práce dokonale ukazuje, jak úžasně pružná příroda se může přizpůsobit podmínkám ekologické mezery, kterou zaujímají.