Введение
Вид пчелы Halictus rubicundus, оранжевоногая бороздочная пчела, является видом пчелы-поточницы, распространенным по всему Северному полушарию. H. rubicundus проник в Северную Америку из Старого Света во время одного из двух основных вторжений подродов Halictus. Эти вторжения, вероятно, произошли через Берингов сухопутный мост в периоды низкого уровня моря в эпоху плейстоцена. Вид демонстрирует различное социальное поведение в зависимости от климата: на больших высотах или широтах, где сезон короткий, он ведет одиночный образ жизни, а в других областях – эусоциальный. Часто одиночные и эусоциальные колонии встречаются одновременно в одной и той же популяции. Эти пчелы-поточники интенсивно изучаются из-за изменчивости их социального поведения, которое стало моделью социальной пластичности. Эта изменчивость способствовала пониманию эволюции социального поведения, однако Halictus rubicundus не имеют металлического блеска. Самки достигают около 1 см в длину и имеют коричневый цвет, с тонкими белыми полосами на концах брюшных сегментов и ржаво-оранжевыми ногами.
Halictus rubicundus, the orange legged furrow bee, is a species of sweat bee found throughout the Northern Hemisphere. H. rubicundus entered North America from the Old World during one of two main invasions of Halictus subgenera. These invasions likely occurred via the Bering land bridge at times of low sea level during the Pleistocene epoch. The species exhibits different social behaviors depending on climate: it is a solitary species in high elevations or latitudes where the season is short, but eusocial in other areas. Often, solitary and eusocial colonies appear simultaneously in the same population. These sweat bees are extensively studied for their variability in social behavior, which has become a model for social plasticity. This variability has contributed to an understanding of evolution of social behavior. but Halictus rubicundus are not metallic. Females are about 1 cm in body length and brown in color, with fine white bands across the apices of the abdominal segments, and rusty orange legs.
Распространение и среда обитания
H. rubicundus обладает одним из самых широких естественных ареалов среди всех видов пчел, встречаясь по всей умеренной зоне Голарктики. Считается, что климатические различия в пределах этого обширного ареала фактически влияют на вариативность их социального поведения.
Гнездование
Как одиночные, так и эусоциальные особи этого вида обычно выкапывают гнездовые норы на склонах, обращенных к югу, в изолированных местах, состоящих из песка или почвы. Такой уклон максимизирует поглощение тепла от солнца, что делает гнездо теплее. Предполагается, что гнезда с оптимальным уклоном повышают эффективность поиска пищи взрослыми особями и развитие личинок благодаря стабильной тепловой среде. Гнезда могут достигать глубины до 120 мм и строятся в различных типах почв.
Твердость почвы
Гнезда обычно выкапываются в земле в суглинистой почве. Этот вид предпочитает менее плотные группы. Самки-основательницы выбирают для строительства гнезд участки с более мягкой почвой, пока не достигнут критического минимального расстояния до соседнего гнезда, составляющего около 50 мм, после чего такое близкое расположение создает высокий риск обрушения гнезд. В этот момент другие самки-основательницы вынуждены строить свои гнезда в более твердой почве, где их можно располагать ближе друг к другу, не нарушая структуру гнезда. Самки-основательницы могут проверять твердость почвы, пробуя ее на зуб или делая небольшой пробный выкоп. После зимней спячки весной появляются самки, которые спаривались в предыдущем цикле.
Поведение
Halictus rubicundus широко изучается из-за изменчивости их поведения в зависимости от географического положения и температуры. Обитающие на низких высотах особи проявляют эусоциальное поведение, в то время как особи на больших высотах и широтах, как правило, ведут одиночный образ жизни. В этих колониях в Нью-Йорке первое поколение составляют преимущественно рабочие самки, которые, в свою очередь, помогают основательнице вырастить второе поколение, состоящее из самок и самцов. Однако в одиночных гнездах потомство не выполняет функции рабочих и не помогает матери вырастить второе поколение, а вместо этого покидает гнездо, чтобы попытаться основать собственные гнезда в следующем сезоне. Если самка остается не оплодотворенной в течение двух-трех дней, она, скорее всего, останется не гине, даже если впоследствии оплодотворится; ни одна самка, начавшая проявлять поведение рабочих (например, сбор пыльцы, обычно начинающийся в течение двух-трех дней после выхода из куколки), не была обнаружена возвращающейся в следующем сезоне. У Halictus rubicundus железа Дюфура вырабатывает феромоны, которые могут помогать самкам распознавать ячейки с расплодом, а также других особей в гнезде.
Генетическая связь внутри колоний
Согласно стандартным моделям, предполагается, что пчелы-рабочие, помогающие своей матери вырастить следующее поколение, находятся в положении, позволяющем им извлечь выгоду из эффектов родственного отбора. Самки из первого поколения, остающиеся в колонии и имеющие с матерью 50% общих генов, способны помогать в воспитании второго поколения, состоящего из сестер, которые также (благодаря гаплодиплоидии) имеют с ними 50% общих генов.
Генетическая связь между колониями с разным поведением
Существуют данные, свидетельствующие о большей генетической близости между двумя колониями с похожими поведенческими паттернами (будь то эусоциальные или одиночные), чем между колониями, расположенными на меньшем географическом расстоянии, но демонстрирующими различное социальное поведение. Это не обязательно означает, что социальное поведение определяется конкретными генами, но может быть связано с определенными генетическими линиями, более приспособленными к определенным условиям среды. Однако эмпирические данные, полученные в пределах одной популяции, показывают, что самки, не остающиеся работницами в гнезде матери, не имеют большей вероятности произвести дочерей, которые также покинут гнездо. Несмотря на то, что на сегодняшний день существует ограниченное количество исследований, посвященных взаимосвязи между генетикой, окружающей средой и социальным поведением, имеется достаточно доказательств, указывающих на наличие связи между этими тремя факторами. Различия между популяциями H. rubicundus, проявляющими одиночное поведение, и популяциями, демонстрирующими эусоциальное поведение, могут быть результатом влияния окружающей среды на социальность, а не иметь исключительно генетическую основу.
Расходы и выгоды от общения
В средах с коротким сезоном размножения социальность не ожидается, поскольку нет выгоды от работы в качестве рабочего при отсутствии возможности произвести еще один выводок в этом сезоне, и нет потенциала для отбора по родству. Популяции в средах, позволяющих производить несколько выводков, демонстрируют эусоциальное поведение, и существует потенциальная выгода от поведения рабочих в эусоциальных колониях, поскольку работники связаны родственными связями с основательницей (их матерью) и с потомством (особенно с сестрами). Согласно теориям инклюзивной приспособленности, работникам потенциально выгодно помогать матери производить второй выводок, если этот выводок состоит преимущественно из самок. Однако у *H. rubicundus* не наблюдается смещения в сторону самок во втором выводке, при этом доля самок достигает максимум 40%. Более того, единственное исследование, предоставляющее эмпирические данные по *H. rubicundus*, показывает, что типичный рабочий способствует производству 0,9 сестер и 0,8 братьев, что значительно ниже порога, необходимого для проявления эффектов инклюзивной приспособленности, благоприятствующих помощи, но выше порога, при котором мать получает прямую выгоду. Таким образом, этот вид предоставляет доказательства того, что эффекты отбора по родству неприменимы к нему, и вместо этого предполагает, что матери манипулируют некоторыми из своих дочерей, заставляя их работать, ради прямой выгоды для материнской приспособленности, даже если приспособленность этих манипулируемых дочерей ниже, чем могла бы быть, если бы они стали гиненами.