Sciencemag.cz
Doporučujeme
O čem rozhoduje královna a o čem dělnice. Poměr pohlaví 1:1 vs. 3:1. A co na tom změní otrokářství?
Blanokřídlý hmyz se speciálními poměry příbuznosti představuje ideální skupinu, na které se dají různě demonstrovat nebo i trochu testovat matematické modely vyplývající ze sobeckého genu. Kolik budou mít královny synů a kolik dcer?
U včel, vos, mravenců a dalších blanokřídlých se samci líhnou z neoplozených vajíček, všechny sestry tudíž spolu sdílejí ne jednu polovinu, ale ¾ genetické informace (od otce mají všechny stejnou). Sestry s bratry sdílejí ne ½, ale ¼ genů. Z těchto poměrů se odvozuje socialita blanokřídlých i vznik kasty sterilních dělnic (u blanokřídlých vzniklo takové uspořádání v evoluci mnohokrát nezávisle na sobě, i když se jinak něco podobného objevilo i u termitů, u nichž určení pohlaví funguje z stejně jako u nás, „normálně“; termiti jsou cca společensky žijící švábi).
Viz také: Včelí dělnice častěji zabíjejí promiskuitní královny
Jeden z důsledků vyšší příbuznosti sester blanokřídlých se však obvykle v literatuře neuvádí, přitom je velmi zajímavý. Dělnice je příbuznější sestře než bratrovi, má tedy zájem (její geny „mají zájem“, selekce upřednostňuje geny, které fungují tak, jako by měly zájem – označte to, jak chcete), aby její matka produkovala co nejvíc sester na úkor bratrů. Z hlediska královny jsou jí potomci příbuzní stejně, pro ni je tedy optimální investici diverzifikovat klasicky v poměru 1:1 (několik dodatků k tomu viz v poznámkách); její dcery naopak preferují produkci svých sester k bratrům v poměru 3:1. Máme tím na mysli ovšem jedince, kteří se budou reprodukovat, tedy velké okřídlené formy mravenců, produkce dalších dělnic se v tomto ohledu nepočítá.
Na místě je otázka, kdo o poměru potomků nakonec rozhoduje, zda královna nebo dělnice. Jak se ukazuje, platí druhá možnost; královna je prakticky nehybná, dělnice mají více možností, jak s prostředím manipulovat, ať už to konkrétně dělají jakkoliv. Výsledkem je onen poměr 3:1.
Zajímavou verzi této situace představují mraveniště s otroky. Dělnice zde nepracují, vyrážejí pouze na lov, kradou z cizích mravenišť (která přitom třeba vyhubí) a odnesou si kukly. Potřebují samozřejmě mravence jiného druhu – takového, jehož dělnice se dokáží starat o královnu. Z kukel pak vypěstují služebné otrokyně, nebo i to už za otrokářky udělají otrokyně dřívější. Proti chování otrokyň (cíl: poměr pohlaví 3:1) mají královny otrokářských mravenců svá protiopatření a docílí poměru 1:1. Důležité je, že zde neprobíhají žádné závody ve zbrojení. Otrokyně tak jako tak své geny nepředají dál, i kdyby dokázaly dalšími fígly poměr převrátit na 3:1 (takové fígly jim fungují jen v domovském mraveništi, kde mají smysl; teď mají proti sobě královnu jiného druhu).
Konkrétně si třeba můžeme představit, že královna nějak maskuje, z jakých vajíček budou trubci a z jakých budoucí královny. Dělnicím příslušného druhu se vyplatí tento trik umět rozluštit a část maskovaných vajíček zahazovat, selekce příslušnou mutaci upřednostní. Pokud totéž náhodou dokáží rozluštit dělnice zotročené, své geny stejně dál nepředají, schopnost se nemá jak zafixovat. (Zotročené dělnice „mají zájem“ rozluštit maskovací kód královny svého vlastního druhu.)
Trivers a Hare zjistili u otrokářských druhů mravenců právě tento rozdíl v poměru pohlaví vůči jiným druhům. Jednou je to asi 3:1, u otrokářů 1:1.
Zdroj: Richard Dawkins: Sobecký gen, Mladá fronta (v češtině několik vydání) a další
Poznámky PH: Elegance matematiky sobeckého genu je obrovská, nicméně neberme to tak úplně jako dokazování/falzifikování celých velkých teorií. Když podobné testy dají jiné než předpovězené výsledky, také to totiž obvykle dokážeme nějak vysvětlit. Jak připouští i Dawkins, máme před sebou krajně idealizované případy. Do hry vstupuje několik dalších okolností (o nichž víme; o řadě dalších nejspíš nevíme):
U některých blanokřídlých třeba s novou královnou odcházejí do nové kolonie i dělnice z původního hnízda. Nově narozená královna není jejich matkou, ale sestrou, poměry a zájmy jsou rázem jiné. (Pro dělnice už nejde o volbu mezi bratry a sestrami, ale mezi synovci a neteřemi. Matka má polovinu jejich genů, neteř i synovec budou mít ¼, žádná preference zde z hlediska dělnic není. Poměr pohlaví by se však mohl začít měnit, jakmile původní dělnice vymřou a o královnu se začnou starat její dcery namísto sester.) Někdy se královna páří s více samci, poměry příbuznosti se zase dále komplikují.
Navíc, striktně vzato, pro rodiče nemusí být optimální poměr pohlaví potomků 1:1, záleží to na různých dalších okolnostech (však i u člověka se poměr drobně vychyluje třeba v závislosti na sociálním statutu). Spíše lze říct, že (jak upozornil už dávno, před skoro 100 lety, biolog a statistik Ronald Fisher) jde o množství investic do samců a samic, čili pokud jsou okřídlené formy určené k rozmnožování třeba různě velké, zase to poměr může ovlivnit.
Ještě další náměty k přemítání: neměli bychom nacházet spíše „směs“ poměrů 3:1 a 1:1 podle toho, kdo zrovna v závodech ve zbrojení u daného druhu nebo konkrétní populace použil poslední trik, zda královny nebo dělnice?
Situace, kdy mravenci budou krást kukly stejného druhu, se na poměru pohlaví asi neprojeví nijak?
