Климат влияет на эволюцию муравьёв и их социальных паразитов

Два новых исследования показали, как климат формирует поведение, коммуникацию и геномную эволюцию в затяжном конфликте между муравьями-хозяевами и их социальными паразитами.

Социальный паразит Temnothorax americanus (слева) и его хозяин Temnothorax longispinosus. Автор: Ромен Либбрехт

Учёные из Университета имени Иоганна Гутенберга в Майнце и Исследовательского центра биоразнообразия и климата Зенкенберга изучили 10 популяций муравьёв на протяжении 1000-километрового градиента в США. Они обнаружили, что температура и влажность влияют на конфликт сильнее, чем локальная распространённость паразитов.

В тёплых и сухих регионах муравьи-хозяева менее агрессивны и предпочитают уносить своё потомство, а не защищать гнездо. Их паразиты, напротив, более активны и агрессивны во время набегов. В прохладных и влажных северных районах наблюдается обратная картина: хозяева яростно защищают гнёзда, а паразиты действуют осторожнее.

Химическая коммуникация, основанная на кутикулярных углеводородах, также систематически меняется в зависимости от климата. Поскольку все колонии перед тестами год содержались в одинаковых лабораторных условиях, эти различия отражают долгосрочные эволюционные адаптации.

Генетический анализ выявил «географическую мозаику коэволюции». Популяции паразитов сильнее отличаются друг от друга в разных регионах, чем популяции хозяев. Оба вида демонстрируют сходные генетические адаптации к климату, например, гены устойчивости к высыханию. Однако их реакции на конфликт различаются.

У муравьёв-хозяев эволюция затронула гены, связанные с химическим восприятием и сигнализацией, которые помогают обнаруживать и защищаться от паразитов. У паразитов же отбор действовал на регуляторные гены, контролирующие координацию набегов.

«Климат явно объясняет вариации в поведении хозяина и паразита лучше, чем сама распространённость паразита», — говорит профессор Сюзанна Фойцик, старший автор обоих исследований.

Исследования показывают, насколько сильно условия окружающей среды и биологический конфликт формируют эволюцию видов в масштабах ландшафта.

Больше информации: Erwann Collin et al, Climate and parasite pressure jointly shape traits mediating the coevolution between an ant social parasite and its host, Journal of Evolutionary Biology (2025). DOI: 10.1093/jeb/voaf129
Maide Nesibe Macit et al, Genomic Signatures of Selection Across Climate Gradients and a Geographic Mosaic of Coevolution in an Ant Social Parasite–Host System, Molecular Biology and Evolution (2025). DOI: 10.1093/molbev/msaf293