Американські біологи експериментально показали, як просторова структура популяції впливає на прояви егоїстичної поведінки. Досліди на метеликах Plodia interpunctella вказують, що збільшення обмеження у просторовому поширенні сприяє до зменшення рівнів канібалізму в популяції. Інакше кажучи, більша кількість локальних взаємодій сприяє зменшенню проявів егоїстичної поведінки. Дослідження опубліковане в журналі Ecology Letters.
Гусениці Plodia interpunctella. M. Boots / UC Berkeley
Чому це вивчали?
У процесі еволюції різні види організмів розвинули широке розмаїття поведінкових проявів — від кооперації та альтруїзму до екстремального прояву егоїзму, як-от канібалізму. Однак, попри тривалий час вивчення цих явищ, науковці не дійшли згоди щодо того, як такі різні поведінки виникли. Канібалізм зараз описаний більш ніж для 1300 видів організмів, починаючи з найпростіших та безхребетних і закінчуючи людиною. Він часто є важливим чинником регуляції чисельності, що підтверджується і недавнім повідомленням вчених про збільшення інвазійних видів крабів, канібалізму яких перешкодили спробами викорінення. Однак схильність до поїдання родичів сильно варіює не тільки між видами, а й у межах одного виду. Одна з гіпотез пов'язує таку варіабельність у проявах канібалізму просторовим розміщенням популяцій. Мовляв, обмеження поширення в просторі мало б сприяти зменшенню егоїзму, зокрема канібалізму, оскільки існує ризик знищення своїх кровних родичів, що є невигідно з точки зору еволюції. У таких умовах більше користі може принести кооперація. Цю гіпотезу не перевіряли експериментально, тому вчені з Університету Райса та Університету Ексетера вирішили бути першими.
Яким було дослідження?
Науковці провели досліди на нічних метеликах-вогнівках Plodia interpunctella. Дорослі особини цих молей відкладають яйця у зерно та борошно, де і вилуплюються з них личинки. Останні харчуються тим, чого вдосталь є біля них — зернами, крупами, борошном та іншими продуктами. Але в деяких випадках вони можуть вдаватися до канібалізму. При цьому поїдають будь-кого без розбору, навіть особин зі свого ж виплоду.
Щоб перевірити, який ефект матиме обмеження пересування на прояв канібалізму у цих комах, науковці розмістили різні популяції вогнівок у п'ять контейнерів. Їжі в них було вдосталь, але вона мала різну в'язкість, десь більш липка або менше, і тому по-різному впливала на здатність гусениць пересуватися. Популяції комах тримали в постійних умовах конкретного контейнера, поки в них не змінилося десять поколінь. Це дало змогу простежити, на користь якої поведінки працював природний добір, порівнявши зрештою усі п'ять популяцій.
Що продемонстрували личинки?
У тих середовищах, де через високу в'язкість, личинки мали обмежену можливість рухатися, з часом прояви канібалізму ставали дедалі рідкіснішими. Це узгоджується з передбаченнями гіпотези про роль просторової структури популяції в частоті поїдання собі подібних: оскільки яйця відкладаються групами, а вилуплені з них личинки не можуть через в'язкість далеко відповзти й стикатимуться головно лише один із одним, то немає сенсу ризикувати поїданням «членів сім'ї». Хоча в умовах обмежених ресурсів може бути навпаки — переваги крайнього егоїзму можуть бути більшими за витрати.
Отже, менш егоїстична поведінка, як-от кооперація та альтруїзм, могла виникнути в умовах, коли особини змушені були більше взаємодіяти. Можливо, подібну закономірність можна простежити і в інших видів, крім вогнівок, навіть людей. Приміром, у суспільствах, де люди живуть великими сім'ями, може бути менше проявів егоїзму, ніж у соціумі, де люди більш ізольовані й частіше мають справи з чужинцями, розмірковують автори. Водночас вони не відкидають, що значну роль може відігравати також здатність розпізнавати своїх родичів. У наступних дослідах вчені планують вивчити зв'язок канібалізму, просторової структури, а також здатності розпізнавання родичів.