Муравьи-паразиты совершают «переворот» в муравьиных колониях, чтобы захватить их

Новости МирТесен

В глубине сложного подземного муравейника разворачивается интригующий сюжет, напоминающий политический триллер. Вместо силового захвата власти, королева одного из видов муравьев использует обманный прием. Она проникает в вражескую крепость и, имитируя химический сигнал, побуждает преданную охрану восстать против своей законной правительницы. В результате происходит жестокое устранение законной королевы, и весь муравейник переходит под контроль новой владычицы.

Науке известно примерно обнаружено 230 видов муравьев, проявляющих паразитический образ жизни . Некоторые особи перемещают яйца в чужие гнезда. Другие воруют личинок и куколок, чтобы использовать их в качестве рабочей силы. Третьи действуют радикальнее: уничтожают матку, контролирующую колонию, и затем откладывают собственные яйца, заставляя рабочих заботиться о их потомстве.

Муравьиная матка, также известная как королева, является главным репродуктивным органом и оказывает химическое воздействие на колонию. Отсутствие матки может поставить под вопрос социальную структуру, организацию труда и генетическую перспективу муравьиной семьи.

Муравьи демонстрируют высокую степень защиты своих гнезд, сравнимую с действиями армейских подразделений. Внутри колонии существует система, основанная на запахах, позволяющая рабочим отличать своих сородичей от посторонних. Насекомые идентифицируют «своих» по химическому составу, присутствующему на внешнем хитиновом покрове. Они используют свои антенны для обнюхивания, сравнивая полученный запах с «эталоном», хранящимся в их памяти: совпадение указывает на принадлежность к колонии, а расхождение может повлечь за собой атаку или изгнание.

Любой нарушитель подвергается риску немедленной гибели. В связи с этим, паразитическим организмам необходимо преодолеть непростой этап защиты. Некоторым это удается: они приспосабливаются к окружающей среде, имитируя представителей местной фауны, подобно тому, как используется поддельный документ.

Команда японских биологов во главе с Кейзо Такасуки ( Keizo Takasuka) из Университета Кюсю провели исследование, направленное на определение механизмов, с помощью которых паразитические виды используют уязвимости в колониях других видов для их поглощения. В ходе работы исследователи изучали взаимоотношения между двумя близкородственными видами – муравьем-паразитом Lasius orientalis и его «хозяина» Lasius flavus — и выявили принципиально новую, более сложную стратегию завоевания колонии. Она значительно превосходила по сложности методы, которые были известны ученым ранее.

Во время эксперимента Такасуки и его коллеги расположили королеву Lasius orientalis в гнездо родственного вида Lasius flavus. Ученых удивил тот факт, что рабочие особи колонии напали не на вторгшуюся самку, а на свою королеву, лишив ее жизни. Подобная картина казалась необъяснимой. Как правило, при вторжении погибает сразу самка, но в данном случае она не только выжила, но и получила возможность перехватить власть.

Данное открытие стало неожиданностью для ученых. Рабочие особи, выполняющие функцию защиты, должны были беспощадно уничтожить незваного гостя, осмелившегося вторгнуться в их жилище, однако вместо этого они ликвидировали собственную матку. Что послужило причиной того, что особи направили свое нападение против родной королевы?

Часто, как это свойственно миру насекомых, ответ находился в химии. Специалисты, работавшие под руководством Такасуки, выдвинули предположение, что королева-паразит использует химическую маскировку, подобно некоторым другим видам муравьев. Она имитирует запах колонии, чтобы преодолеть механизм распознавания «свой — чужой». Для проверки этой гипотезы исследователи прибегнули к уловке. Они сами «запаковали» самок Lasius orientalis в химический профиль рабочих муравьев Lasius flavus и лишь потом подселили их в экспериментальные гнезда.

Прием оказался эффективным. Скрытые диверсантки сумели проникнуть в самое сердце враждебной колонии. Такасука провел параллель с тактикой, показанной в сериале «Ходячие мертвецы», где персонажи, чтобы преодолеть толпу зомби, покрывают себя их кровью. Любая ошибка — и неосторожному проникшему грозит скорая и беспощадная гибель.

Проникновение в гнездо — это лишь начальный этап сложного замысла. Основные события происходят впоследствии. Попав рядом с доминирующей самкой, паразит использует свое главное средство воздействия. Он расширяет брюшко и распыляет на законную владелицу агрессивное химическое соединение. Ученые полагают, что это муравьиная кислота.

Для рабочих муравьев этот химический сигнал становится стимулом к действию. Они воспринимают его как непосредственную опасность для безопасности всего муравейника, исходящую от их собственной матки. Преданность сменяется гневом. Муравьи-солдаты нападают на свою королеву. Процесс ее уничтожения не является быстрым и требует нескольких «химических атак» со стороны узурпаторши. Каждое распыление вызывает новую волну нападений. После множества атак старая правительница погибает, и в гнезде остается только одна претендентка.

Обработанные химическими сигналами новой хозяйки, рабочие особи безоговорочно воспринимают ее как сородичку. Они начинают ухаживать за ней, обеспечивают ее пищей и заботятся о ее будущем потомстве. Таким образом, чужая самка может без боя захватить целую колонию.

Стратегия, применяемая королевой Lasius orientalis, благодаря этому, она получает значительное преимущество. Паразит экономно расходует свои ресурсы и время, поскольку королеве не требуется самостоятельно создавать новую колонию, подвергать себя риску и искать рабочую силу. Она занимает уже существующее гнездо и использует труд местных муравьев. Lasius orientalis избегает самой рискованной фазы в жизни муравья — самостоятельного основания новой колонии. По мнению Такасуки, этот механизм захвата власти может быть гораздо более распространенным в мире муравьев, чем считалось ранее.

Австралийский биолог Крис Рид (Chris Reid) из Университета Маккуори пояснил, изучение подобных ситуаций затруднено при проведении полевых исследований, поскольку все процессы разворачиваются глубоко под землей, что существенно ограничивает доступ ученых. Существует риск упустить важный момент, однако наблюдения за подобными сценами позволяют получить более глубокое понимание структуры муравьиных колоний. Полученные данные могут быть использованы для создания методов контроля над видами муравьев, представляющими угрозу для окружающей среды, поскольку они уже оказывают негативное воздействие на экосистемы различных государств и наносят значительный вред природе.

Научная работа опубликована в журнале Current Biology.