การต่อสู้ปลวกอาจอธิบายวิวัฒนาการของแมลงสังคม

บทความเบื้องหลังนี้จัดทำขึ้นเพื่อ Livescience โดยร่วมมือกับมูลนิธิวิทยาศาสตร์แห่งชาติ

การคัดเลือกโดยธรรมชาติระบุว่าการเปลี่ยนแปลงทางชีวภาพเล็ก ๆ น้อย ๆ ที่ให้โอกาสในการอยู่รอดมากขึ้นและการสืบพันธุ์ที่ประสบความสำเร็จ กระนั้นกระบวนการนั้นก็ไม่ได้เป็นไปอย่างดีกับวิวัฒนาการของแมลงทางสังคมโดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่ออาณานิคมของพวกเขามีสมาชิกที่ไม่ได้ใช้งานมากกว่าหนึ่งล้านคน

ใหม่ศึกษาของปลวกอาจมีคำตอบสำหรับคำถามวิวัฒนาการดังกล่าวซึ่งถูกโพสต์โดยชาร์ลส์ดาร์วินครั้งแรกเมื่อเกือบ 150 ปีก่อน: การคัดเลือกโดยธรรมชาตินั้นสนับสนุนแมลง "คนงาน" และ "ทหาร" ที่ไม่เคยทำซ้ำหาเพื่อนหรือเริ่มอาณานิคมของตัวเองได้อย่างไร?

เห็นได้ชัดว่าคำตอบอาจเป็นเพราะคนงานและทหารอยู่บ้าน

"คำถามนี้เกี่ยวกับวิวัฒนาการของพฤติกรรมทางสังคมในหมู่แมลงที่ทำให้ฉันสนใจจริงๆ" นักวิจัยผู้นำและนักชีววิทยาวิวัฒนาการของมหาวิทยาลัยแมริแลนด์บาร์บาร่า ธ อร์นซึ่งใช้เวลาเกือบ 30 ปีในการติดตามคำตอบ

"แมลงทางสังคมประสบความสำเร็จอย่างมากและโดดเด่นในแหล่งที่อยู่อาศัยที่แตกต่างกันทั่วโลก แต่เราไม่เข้าใจว่าโครงสร้างอาณานิคมที่เจริญรุ่งเรือง แต่ซับซ้อนนี้พัฒนาขึ้นมันเป็นเหตุผลว่าทำไมฉันถึงมีส่วนร่วมในการศึกษาเหล่านี้เมื่อฉันยังเป็นนักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษา"

การวิจัยล่าสุดของ Thorne ซึ่งได้รับทุนสนับสนุนจาก NSF ได้นำทฤษฎีนวนิยายออกมาว่ามันเป็นข้อได้เปรียบมากกว่าสำหรับลูกหลานต้นของต้นที่จะอยู่บ้านและช่วยเหลือพ่อแม่ของพวกเขามากกว่าความเสี่ยงที่เป็นอันตรายในการสร้างอาณานิคมอิสระออกไปจากรัง เยาวชนปลวกมีโอกาสที่ดีที่สุดในการเข้าครอบครองบัลลังก์การสืบพันธุ์เมื่อพ่อแม่ของพวกเขาถูกฆ่าตายโดยเพื่อนบ้าน

รับการค้นพบที่น่าสนใจที่สุดในโลกที่ส่งตรงไปยังกล่องจดหมายของคุณ

"สิ่งจูงใจที่จะอยู่บ้านกับพี่น้องของพวกเขาและมรดกของพ่อแม่ของพวกเขาสามารถให้ลิงก์ที่ขาดหายไปกับวิวัฒนาการของการฆ่าเชื้อในหมู่แมลงสังคม, "Thorne กล่าว

Thorne และเพื่อนร่วมงานของเธอ Philip Johns และ Ken Howard ตอนนี้ทั้งที่ Bard College และเพื่อนร่วมงานของ Maryland Nancy Breisch และ Anahi Rivera จัดแสดงการประชุมระหว่างอาณานิคมของปลวกซัมเมอร์ที่อยู่ใกล้เคียง

การวิจัยของทีมของเธอแสดงให้เห็นว่าเมื่อครอบครัวปลวกสองคนที่อยู่ใกล้เคียงภายในการประชุมบันทึกเดียวกันพวกเขาต่อสู้มักจะนำไปสู่การเสียชีวิตของราชาและราชินีทั้งสองครอบครัวหรือทั้งสอง

นี่เป็นการปูทางสำหรับการทดแทนกษัตริย์ "จูเนียร์" และราชินีเพื่อพัฒนาจากลูกหลานของคนงานอาณานิคมหรือทั้งสองคน กล่าวอีกนัยหนึ่งปลวกที่ผ่านการฆ่าเชื้อสามารถกลายเป็นผู้ทำซ้ำได้เมื่อพ่อแม่ของพวกเขาถูกฆ่าตายกลายเป็นต้นกำเนิดหลักสำหรับอาณานิคม

ฟีโรโมนที่ผลิตโดยกษัตริย์และราชินีที่มีสุขภาพดีมักจะยับยั้งการพัฒนาอวัยวะสืบพันธุ์ในชั้นเรียน "ผู้ช่วย" และเมื่อกษัตริย์และควีนส์ตายฟีโรโมนจะหายไปหรือลดลง เป็นผลให้การปราบปรามลิฟท์และไม่เกี่ยวข้อง "ปลอดเชื้อ" ลูกหลานจากทั้งสองอาณานิคมสามารถกลายเป็น "การทำซ้ำ" ใหม่และถือว่าบัลลังก์

“ การลอบสังหารกษัตริย์และควีนส์อาจผลักดันลูกหลานปลวกเด็กให้ยังคงเป็นคนงานที่ไม่ได้สร้างใหม่ในอาณานิคมที่เกิดของพวกเขา” ธ อร์นกล่าว แทนที่จะเสี่ยงต่อความพยายามที่เป็นอันตรายในการเริ่มต้นอาณานิคมอิสระนอกรังที่เหลืออยู่ที่บ้านอาจทำให้พวกเขามีโอกาสที่ดีกว่าในการเป็นผู้ทำซ้ำ

นอกจากนี้ยังปรากฎว่ากษัตริย์และราชินีผู้ก่อตั้งหลายร้อยคนในการตั้งอาณานิคมต้นไม้ที่ตายแล้วเดียวกันทำให้แมลงมีโอกาสมากขึ้นในการพบปะและต่อสู้กับเพื่อนบ้านของพวกเขา เมื่อกษัตริย์และควีนส์ถูกฆ่าตายปลวกจากครอบครัวที่ไม่เกี่ยวข้องเข้าร่วมกองกำลังและร่วมมือกันในกลุ่มที่มีขนาดใหญ่และแข็งแกร่งซึ่งปลวกระบบสืบพันธุ์ใหม่สามารถโผล่ออกมาจากคนงานของอาณานิคมหรือทั้งสองคน ปลวกจากทั้งสองครอบครัวอาจมีการผสมกัน

เนื่องจากอาณานิคมเล็กเหล่านี้มีขนาดค่อนข้างเล็กลูกหลาน - ซึ่งยังคงเป็นผู้ช่วยในรังของพ่อแม่ - มีโอกาสที่สมเหตุสมผลในการสืบทอดทรัพยากรของครอบครัวและกลายเป็นปลวกระบบสืบพันธุ์

“ อาณานิคมที่ควบรวมกันยังมีข้อได้เปรียบขนาดในการต่อสู้ครั้งต่อไปกับเพื่อนบ้าน” ธ อร์นกล่าว "ดังนั้นทั้งสองครอบครัวที่ไม่เกี่ยวข้องจึงได้รับประโยชน์จากการเผชิญหน้ากับอาณานิคม"

"มดผึ้งและตัวต่อยังมีอาณานิคมทางสังคมสูงกับควีนส์และผู้ช่วยที่ผ่านการฆ่าเชื้อ แต่พวกเขามีระบบพันธุกรรมที่ผิดปกติซึ่งทำให้การศึกษาของพวกเขาซับซ้อนขึ้นต้นกำเนิดทางสังคม"Thorne กล่าว" ปลวกมีทั้งกษัตริย์และควีนส์และองค์กรอาณานิคมของพวกเขานั้นมาบรรจบกันอย่างน่าอัศจรรย์กับมดผึ้งและตัวต่อ แต่พวกเขาก็พัฒนาขึ้นอย่างสมบูรณ์และมีระบบพันธุกรรมปกติมากขึ้น ปลวกยังไม่ได้รับความสนใจอย่างมากจากนักชีววิทยาวิวัฒนาการ แต่กรณีของพวกเขาอาจเปิดเผยหลักการพื้นฐานบางอย่าง "

ปลวก Primitive Living ที่โดดเด่นในการวิจัยสกุล Zootermopsis แบ่งปันลักษณะทางสังคมการพัฒนาและที่อยู่อาศัยกับบรรพบุรุษโบราณและทำหน้าที่เป็นระบบแบบจำลองเพื่อดึงการอนุมานเกี่ยวกับพฤติกรรมทางสังคมที่พัฒนาขึ้นในแมลงเหล่านี้เมื่อประมาณ 13 ล้านปีก่อน เมื่อปลวกดั้งเดิมมีแรงจูงใจที่จะอยู่บ้านในรังของพ่อแม่เนื่องจากความเป็นไปได้ของการสืบทอดการสืบทอดก่อนหรือ "เร่ง" พฤติกรรมนั้นได้รับการแก้ไขและผ่านช่วงเวลาวิวัฒนาการพฤติกรรมทางสังคมของปลวกผ่านสิ่งที่นักชีววิทยา Harvard Edward O. Wilson อธิบายว่า

“ การค้นพบเหล่านี้แสดงให้เห็นว่าปัจจัยทางนิเวศวิทยาสามารถส่งเสริมวิวัฒนาการขององค์กรทางสังคมได้อย่างไรโดยการเร่งและเพิ่มโอกาสการออกกำลังกายโดยตรงของลูกหลานผู้ช่วย

• วิดีโอ: การต่อสู้ปลวก
• การสั่นสะเทือนที่ดี: ปลวกรู้ได้อย่างไรว่ามีอะไรบ้างสำหรับมื้อเย็น
• อาณานิคมแมลงทำหน้าที่เหมือน superorganisms

หมายเหตุบรรณาธิการ: งานวิจัยนี้ได้รับการสนับสนุนโดยมูลนิธิวิทยาศาสตร์แห่งชาติ (NSF) หน่วยงานรัฐบาลกลางถูกเรียกเก็บเงินจากการระดมทุนการวิจัยขั้นพื้นฐานและการศึกษาในทุกสาขาของวิทยาศาสตร์และวิศวกรรม ความคิดเห็นการค้นพบและข้อสรุปหรือคำแนะนำใด ๆ ที่แสดงในเนื้อหานี้เป็นของผู้เขียนและไม่จำเป็นต้องสะท้อนมุมมองของมูลนิธิวิทยาศาสตร์แห่งชาติ ดูเบื้องหลังการเก็บถาวร