ZNANOST: hrvatski znanstveni portal

Pauci – opstanak najjače skupine

Uz obale rijeka u američkim saveznim državama Tennessee i  Georgia znanstvenici proučavaju smeđe-narančaste pauke imena Anelosimus studiosus koji stvaraju gnijezda od paučine veličine „od loptice za golf do Volkswagen Bube“, rekao je znanstvenik Jonathan Pruitt.

Pauk je veličine gumice na olovci, no okupljaju se u organiziranim skupinama koje mogu uhvatiti plijen u rasponu od obične mušice do malih kralježnjaka. „Unutar njihovih kolonija pronašli smo strvine štakora i ptica“,  kazao je Pruitt. Za razliku od većine pauka, koji žive samostalno, ovi društveni pauci djeluju u skupini.

Pauci evoluiraju kao skupina

Ako spomenete „grupni odabir“ (eng. group selection) među nekim skupinama evolucijskih biologa, ne očekujte da ćete ponovo biti pozvani na druženje. No, Jonathan Pruitt, sa Sveučilišta u Pittsburghu, i Charles Goodnight, sa sveučilišta u Vermontu, proučavaju generacije ovih Anelosimus pauka i prikupili su prvi eksperimentalni dokaz da grupni odabir može iz temelja oblikovati kolektivne osobine u divljim populacijama. Njihovi rezultati predstavljeni su u listopadskom online izdanju časopisa Nature.

„Biolozi nisu nikada prikazali prilagodbu u prirodi koje se jasno pripisuje grupnom odabiru“, rekao je Goodnight. „Naš rad upravo to pokazuje.“

Grupni odabir kao kontroverzna ideja

U svom remekdjelu Postanak vrsta iz 1859., Charles Darwin je bio zbunjen činjenicom da mravi iz generacije u generaciju proizvode radilice koje služe koloniji, ali su istovremeno sterilne. Često se shvaćalo da evolucija prema prirodnom odabiru funkcionira na razini organizma: značajke jedinke odlučuju hoće li preživjeti i razmnožavati se. Stoga se Darwin pitao kako je moguće da ovi sterilni mravi preživljavaju u prirodi ako se ne razmnožavaju.

„Iako se čini nesavladivom, ova se teškoća ublažuje ili potpuno nestaje sjetimo li se da se odabir može primijeniti na obitelj, a ne samo na jedinku.“ Drugim riječima, evolucija prirodnim odabirom, smatrao je Darwin, može djelovati na brojnim raznima, pa i na razini skupine: „Pleme koje bi imalo mnogo članova“, napisao je Darwin u Podrijetlu čovjeka, a koji bi bili „spremni žrtvovati se za zajedničko dobro, bilo bi jače od većine ostalih plemena, što bi bio prirodni odabir“.

No, ideja  da prirodni odabir može djelovati na skupinama i može stvoriti prilagodbe na razini skupine na udaru je u sklopu filozofskog i semantičkog rata među biolozima od šezdesetih godina 20. stoljeća. Iako grupni odabir izazivala kontroverziju i zbunjenost već desetljećima, njegova je osnovna ideja vrlo jednostavna: u skupinama biljaka ili životinja gdje je sposobnost jedinke usko povezana s uspjehom cijele skupine, evolucija će ići u korist osobina koje pomažu uspjehu skupine. Ove će osobine zauzvrat povećati dugoročni evolucijski uspjeh jedinke.

Postoji li grupni odabir u prirodi

Na farmama je uspjeh grupnog odabira zagarantiran. Ondje uzgajivači uspješno odabiru čitave kaveze u kojima kokoši nesu najviše jaja, ali ne odabiru pojedine kokoši koje najviše snesu. Sve ptice u kavezu u kojem je najviše jaja, bez obzira na to koja od njih nese najviše, dobivaju priliku da se razmnožavaju te tako prenesu gene na iduću generaciju. One kokoši koje su u kavezima u kojima se ne snese puno jaja, čak i ako su među njima pojedine izvanredne nesilice, završe u klaonici.

Ipak, istaknute skupina biologa već dugo naglašava da se „uvjeti koji omogućavaju grupni odabir kao snažnu evolucijsku silu nikada ne događaju u prirodi“, stoji u eseju koji prati novo istraživanje objavljeno u časopisu Nature.

Istraživanje pauka koje su proveli Pruitt i Goodnight pokazuje da je prilagodba na razini skupine – kritički omjer dva tipa ženki – zapravo snažna evolucijska sila u prirodi. Ženke pauci u Anelosimus kolonijama spadaju u jednu od dvije kategorije ponašanja: one su „agresivne“ ili „mirne“. Proučavajući ove pauke na povoljnim lokacijama za njihov život, znanstvenici su otkrili da u manjim kolonijama dominiraju mirne ženke. Kako kolonije rastu, raste i broj agresivnih ženki. Kako kolonija raste, u tim mjestima socijalni paraziti mogu biti najveća prijetnja za njihov dugoročni opstanak, stoga su agresivne ženske korisne.

No, u mjestima s ograničenim resursima događa se suprotno: u malim kolonijama dominiraju agresivne ženke, a njihova se mirnija varijanta više pojavljuje kako kolonija raste. U takvim su mjestima glavna prijetnja opstanku agresivne ženke koje jedu jajašca.

U svakom slučaju, znanstvenici su ovim istraživanjem pokazali da se ovaj promjenjivi omjer, kolektivno obilježje cijele kolonije, prilagođava specifičnoj lokaciji. „Pojedini se omjeri podređuju preživljavanju na nekim mjestima, a pojedini ne“, napominju u istraživanju. Kada su se njihove rodne kolonije promijenile te se stoga njihov mirno-agresivni omjer također promijenio , oni su to nekako osjetili kao opasnost od istrebljenja te su, tijekom nekoliko narednih generacija,ponovo vratili svoj omjer u normalu. Posebno je zanimljivo da u slučajevima kada se umjetno načinjene kolonije smjeste na novu lokaciju, pauci tijekom dvije generacije pokušavaju stvoriti isti sastav mirnih i agresivnih pauka kakav je bio idealan u njihovim domaćim uvjetima u kojima je kolonija evoluirala, čak i ako su uvjeti okoliša na novoj lokaciji drugačiji.

„Oni nastavljaju stvarati fenotip, osobine na razini skupine“ koje bi bile prednost da su ostali kod kuće“, kaže Pruit, „ali čini se da nemaju pojma da se nalaze na novom mjestu i da će njihovi postupci osuditi koloniju na propast. Svi stradaju.“

„Naše opažanje da skupine pokušavaju uskladiti njihov sastav s optimalnim sastavom mjesta njihovog porijekla (bez obzira na njihovo trenutno stanište) je izrazito važno“, napisali su Pruitt i Goodnight, „jer su mnogi uvaženi znanstvenici smatrali da grupni odabir ne može dovesti do prilagodbe skupine osim u klonskim skupinama te da je teorija grupnog odabira neučinkovita i loša“.

„Grupni odabir  je postao znanstvena nakupina u kojoj se sve što ima veze sa 'skupinama' veže  na sve vezano uz 'odabir'“, napisao je slavni psiholog s Harvarda Steven Pinker 2012. godine u radu u kojem je napao grupni odabir. Jasno, naivni stav šezdesetih godina prošlog stoljeća, prema kojem bi, recimo,  jedna ptica mogla odabrati da se ne razmnožava za dobro ostalih ptica ili bi se leminzi mogli početi samoubilački bacati s litica kako bi spriječili prenapučenost, u potpunosti je diskreditiran. „Biologija ne funkcionira tako“, rekao je Charles Goodnight.

Ipak, jato ptica zajedno mijenja smjer. Mravi grade mostove svojim tijelima. Majmuni organiziraju straže u krošnjama koje upozoravaju kada se približava prijetnja. Društvene životinje uspijevaju u prirodi jer imaju jedinstvene i moćne grupne značajke koje pojedini organizmi ne mogu imati. Povezanost organizama dio je objašnjenja za ova društvena i kooperativna ponašanja.

To jest, zato što  potomci imaju zajedničke gene, pomaganje vlastitim sestrama može se shvaćati i kao pomaganje sebi. Empirijski dokazi o Anelosimus paucima koje su Jonathan Pruitt i Charles Goodnight prikupili i analizirali ukazuju na mehanizam koji doprinosi, ali i seže preko znanstvene ortodoksije „srodstvenog odabira“ (eng. kin selection). Njihovo istraživanje na terenu pokazuje prirodni odabir usmjeren na zajedničko obilježje (omjer mirnih i agresivnih  koji se prenosi s generacije na generaciju)  koji vodi do prilagodbe koja odlučuje o tome hoće li cijela kolonija preživjeti ili umrijeti. Drugim riječima: grupni odabir promatran u divljini.

Izvor: University of Vermont

Podijeli.