Waarom koloniën?

Waarom leven mieren in kolonies?

Waarom is de koningin het enige ei-leggende dier van de kolonie? En hoe kunnen de werksters het een goed idee vinden om hun voortplantingsvermogen op te geven en in plaats daarvan hun moeder voor het nageslacht te laten zorgen? Waarom leven mieren in kolonies?

Om te begrijpen waarom mieren in georganiseerde samenlevingen leven, moet men eerst proberen hun evolutionaire geschiedenis te doorgronden. Om te beginnen gaan we ervan uit dat we dit weten: mieren begonnen zich ongeveer 100-200 miljoen jaar geleden in eenvoudige kolonies te organiseren. Hoewel dit heel lang geleden is, is het fenomeen in vergelijking met de ouderdom van de aarde relatief nieuw. De insecten behoorden tot de eersten die zich ongeveer 400 miljoen jaar geleden op het oppervlak vestigden, tijdens het geologische tijdperk genaamd het Devoon. Men denkt dat de eerste termieten rond het Jura/Krijt, ongeveer 200 miljoen jaar geleden, zijn ontstaan. De termietenfamilie is niet verbonden met de stamboom van mieren en deelt niet dezelfde genenpoel. Ze behoren tot hun eigen orde, de Isoptera (terwijl mieren tot de Hymenoptera behoren). Net als mieren zijn termieten eusociaal en vormen ze een goed voorbeeld van de mogelijkheden voor sociaal gedrag om zich te ontwikkelen zonder invloed van elkaar. Enkele jaren later (zeg, een paar miljoen jaar), preciezer gezegd tijdens het vroege Tertiair (50-60 miljoen jaar geleden), waren mieren en termieten de dominante insecten op aarde. (1)

Waarom is dit gedrag dan pas na 200 miljoen jaar geëvolueerd? Het antwoord is gecompliceerd. Er zijn zowel voor- als nadelen aan een eusociaal leven. Er zijn immers nog steeds solitaire insecten die met succes door de geschiedenis en geologische tijdperken navigeren. Het feit is dat de grote samenlevingen en structuren die de eusociale groep bouwt, veel tijd en middelen vergen om te bouwen en te onderhouden. Waar een solitair insect zijn energie en tijd kan concentreren op het vinden van voedsel, het grootbrengen van nageslacht en lang genoeg overleven om door dat laatste vervangen te worden, hebben mieren een zwaardere taak. Ze moeten grote aantallen onvruchtbare werksters produceren om voor hen te zorgen, in vergelijking met de microscopische ei-leggende kaste (de koninginnen). Wanneer de kolonie sterk genoeg is, wat jaren kan duren, kan het werk met vruchtbaar nageslacht beginnen. Ondertussen zijn solitaire insecten al door vele generaties heen gegaan. Solitaire insecten zijn ook zeer mobiel – met het vermogen om in een handomdraai gebieden in en uit te gaan – terwijl het eusociale leven een enorme hoeveelheid werk en risico vereist om hetzelfde te doen. De voordelen van een solitair leven mogen niet worden vergeten, maar niets is echt opgewassen tegen een volwassen eusociale kolonie.

Een ander voordeel van het sociale leven is het vermogen om terrein te beheersen en territoria uit te zetten. Voedsel en andere middelen kunnen worden opgeëist en zijn voor een solitair individu moeilijk te bemachtigen. En bij soorten waar de mieren nieuwe koninginnen creëren door ze op het nest te laten paren en vervolgens naar beneden te laten lopen, zorgt de lange levenscyclus voor een stevige greep op de omgeving. (2)

De voordelen van het opvoeden van je broers en zussen

Maar ook al zijn we het leven in een samenleving gaan beschouwen als iets praktisch en goeds, waarom hebben mieren de werksterkaste echt nodig? Ze zijn onvruchtbaar en kunnen in het beste geval onvruchtbare eieren leggen die zich tot mannetjes ontwikkelen. Er zullen geen nieuwe kolonies of koninginnen uit hun eieren voortkomen. Dus waarom offeren ze hun vermogen om hun eigen kinderen voort te brengen op?

Het antwoord is eigenlijk heel interessant, zelfs vanuit een homo sapiens-perspectief. De mierenwerksters lijken misschien onbaatzuchtig (altruïstisch), maar hun steriele leven is geen altruïstisch offer. Neem jezelf als voorbeeld, en een simpele berekening zal hun geheim ontrafelen:

Jij bent het nageslacht van je moeder en vader – wat betekent dat je genetisch voor 50% je moeder bent en voor 50% je vader. Je eigen kind, een dochter, draagt de helft van jouw genen. Mieren delen niet hetzelfde genetische systeem als wij wat betreft nageslacht. De mannetjes worden geproduceerd uit een onbevrucht ei, wat betekent dat de koningin er geen zaad aan toevoegt. Op deze manier krijgen de mannetjes slechts één set chromosomen, wat betekent dat hij voor 100% uit de genen van zijn moeder bestaat. De mannetjes hebben geen vader. Deze relatie resulteert in het feit dat de mannetjes een minder diverse genenpoel bieden aan de koninginnen waarmee hij paart, in vergelijking met de koninginnen zelf. Dus wanneer de koningin een bevrucht ei legt (bijvoorbeeld een werkster), zal ze de helft van zichzelf (het ei) mengen met de helft van het mannetje (het zaad). Maar omdat het mannetje geen vader heeft, is zijn genenpoel slechts half zo gevarieerd als die van de koningin. Op deze manier zullen hun dochters meer verwant zijn aan hun moeder dan aan hun vader. Ze bestaan voor 75% uit hun moeder omdat het mannetje slechts met één set chromosomen (25%) kan bijdragen.

En als je je eigen genetische relatie met je kind herinnert, zul je de twee kunnen vergelijken. Jouw kind deelt 50% van jouw genen, terwijl de mieren tot 75% delen. Dit betekent dat het, om hun genetisch nageslacht te maximaliseren, economisch efficiënter voor hen is om hun broers en zussen op te voeden dan hun eigen kinderen. Dit is niet mogelijk in een solitair leven, zonder de onvruchtbare werksterkaste. (3)