Мир общественных насекомых

У наиболее примитивных эуеоциальных насекомых определение касты может осуществляться во взрослом состоянии. Это имагинальная детерминация. Обычно она происходит под влиянием доминирования более сильной самки. Вспомним, что при основании гнезда группой ос-полистов установление в ней иерархии доминирования-подчинения приводит как раз к разделению на касты. То же самое наблюдается у галиктов как при совместном основании гнезда, так и при доминировании царицы над рабочими пчелами. Если из гнезда окаймленного галикта убрать царицу уже в первое лето существования семьи, то все вышедшие из куколок самки станут плодовитыми, хотя при наличии царицы они были бы рабочими. И наоборот, если куколок пчел из семьи последнего года развития перенести в гнездо молодой семьи, то все появившиеся из них самки станут рабочими. Значит, касту молодой пчелы определяет воздействие царицы, «заставляющее» вышедшую из куколки самку стать рабочей. Если же царицы нет, то она будет плодовитой.

Но так просто обстоит дело лишь у наиболее примитивных эусоциальных галиктов. Касты эволюционно продвинутых видов уже немного различаются и по размеру тела пчел. А эти различия могут возникнуть только во время личиночного развития. Здесь проявляется, таким образом, личиночная детерминация касты. Она осуществляется у галиктов через изменение количества провизии, закладываемой пчелами в ячейку, т. е. это трофическая детерминация. Например, самка-основательница эвилеус цинктус в сооружаемые весной ячейки приносит в среднем по 34 мг корма. В них развиваются рабочие пчелы, которые летом строят ячейки и помещают туда хлебцы уже по 62 мг в среднем. В этих ячейках развиваются плодовитые самки и самцы. Но личиночная детерминация — не окончательная. Если мелкие пчелы, которым надлежит стать рабочими, выйдут из куколок в гнезде без царицы, то многие из них окажутся плодовитыми. Значит, для детерминации бесплодной касты помимо недостаточного кормления необходимо еще и доминирование царицы.

Примерно такую же картину мы находим у примитивных эусоциальных ос. Детерминация касты у личинок полистес галликус, например, определяется прежде всего количеством получаемой ими пищи. Если в гнезде на каждую осу-фуражира приходится больше трех личинок, то все они развиваются в рабочих, если же меньше — многие становятся плодовитыми зимующими самками. Поэтому развитие плодовитых самок начинается лишь после того, как в гнезде появится достаточно рабочих. Когда основательниц в гнезде много, они так хорошо кормят личинок, что отдельные плодовитые самки могут выходить уже из куколок первой партии.

Часть личинок попадает в переходные условия кормления, при которых пищи чуть-чуть не хватает для развития полноценных плодовитых самок. Из таких личинок появляются осы с неопределившейся кастой. Их всего около 20%. Молодая советская исследовательница Е. О. Гречка установила, что судьба этих самок решается в первые несколько дней после выхода из куколок. Когда в гнезде недостаточно рабочих ос и много личинок, требующих корма, то царица и осы высоких рангов все время доминируют над молодыми самками, побуждая их к выполнению функций рабочих. Если это социальное давление интенсивно, то самки с неопределившейся кастой через 2—3 дня становятся полноценными рабочими, если же оно ослаблено или отсутствует, то они остаются неактивными зимующими самками. Таким образом, у полистов личиночная детерминация касты тоже сочетается с имагинальной, по крайней мере для части особей. Этот механизм позволяет при необходимости увеличивать количество рабочих, т. е. осуществлять социальную регуляцию.

У шмелей, не обладающих кастовым диморфизмом, детерминация касты реализуется, видимо, только трофически. Установлено, например, что судьба личинок городского шмеля решается в последнем возрасте: если в это время они получают обильное питание, то развиваются в плодовитых самок, в противном случае становятся рабочими. Поэтому плодовитые самки в гнезде шмелей появляются лишь после того, как число рабочих достигнет необходимого минимума.

Однако у шмелей, для которых характерен кастовый диморфизм, трофическая детерминация касты отступает на второй план. Личинки земляного шмеля развиваются в рабочих в том случае, если в гнезде присутствует плодовитая и активная царица. Детерминация может осуществиться уже в конце первого возраста и необратима: после нее даже изобильным кормлением не удается заставить личинку развиваться в плодовитую самку. Здесь мы встречаемся еще с одной формой репродуктивного контроля царицы — подавлением развития плодовитых самок. Вероятно, базой этого влияния царицы служит какой-то феромон. Но пока его наличие у шмелей не доказано. Если царица в гнезде отсутствует или малоактивна, что нередко случается в конце лета, то личинки развиваются в плодовитых самок, но лишь при условии обильного кормления. Все это приводит к тому, что плодовитых самок выращивают семьи, достигшие определенной численности рабочих, и только в конце лета, когда уменьшается подавляющее воздействие царицы.