Разделение труда в колониях муравьев происходит автоматически, если в состав группы входит хотя бы шесть особей, и усиливается с увеличением размера колонии, сообщают американские исследователи в статье в Nature. Кроме того, разделение труда увеличивает среднюю выживаемость в колонии. Разделение обязанностей между особями сыграло важную роль в эволюции социальности, поясняют ученые.

В качестве модели для исследования трудовой самоорганизации в обществе исследователи из Лаборатории социальной эволюции Рокфеллеровского университета (США) взяли муравьев Ooceraea biroi. Эти муравьи не имеют королев, а откладывать яйца способны все особи, кроме того, все муравьи в колонии генетически идентичны. Жизненный цикл колонии O. biroi заключается в смене фаз репродукции, когда муравьи откладывают яйца, и ухода за личинками, когда все особи коллективно выращивают потомство. В процессе «воспитания» взрослые муравьи выполняют несколько видов работы: ищут еду вне гнезда, кормят личинок, собирают отходы и уносят их из гнезда.

В эксперименте ученые поместили 112 отдельных колоний, включающих от одного до 16 взрослых муравьев и такое же количество личинок, в чашки Петри, и при помощи автоматизированной системы следили за поведением насекомых. Для удобства наблюдения все муравьи были помечены краской. По результатам наблюдений исследователи определили, что в фазе воспитания личинок некоторые муравьи часто покидают гнездо, а некоторые редко, а также подсчитали расстояние, на которое муравей при этом отходит от гнезда.

Если для отдельного муравья оказывалась присуща определенная поведенческая активность, ученые также подсчитывали, в течение какого количества дней она сохраняется. Если характерная активность сохранялась в течение всей фазы воспитания, она считалась долговременной поведенческой особенностью и становилась маркером разделения труда в колонии.

Исследователи выяснили, что с увеличением размера группы поведение муравьев в ее составе становится разнообразнее. Оказалось, что если муравьи в маленьких колониях не привязаны к определенному типу работы, с увеличением колонии у ее членов появляется специализация. Критическое количество муравьев, при котором в группе появлялось устойчивое разделение труда, оказалось равно шести. При этом в колониях с большим числом особей количество поведенческих паттернов увеличилось. С увеличением размера колонии в эксперименте благодаря появлению разделения труда увеличилась выживаемость личинок и стабильность колонии в целом.

Авторы исследования подчеркивают, что появление разделения труда в группах муравьев не зависело от морфологических особенностей или разного возраста особей — напротив, полученные данные свидетельствуют в пользу теории самоорганизации, которая предсказывает появление разделения обязанностей даже в маленьких однородных по составу группах. Появление социальности, таким образом, во многом объясняется этой теорией.

Недавно та же исследовательская группа обнаружила биохимическую причину разделения муравьев на касты — оказалось, что за постоянную способность к репродукции отвечает повышенная экспрессия инсулин-подобного пептида в мозге королев.