Scienty

В глубине сложного подземного муравейника разворачивается интрига, напоминающая политический триллер. Королева одного из видов муравьев не стремится к власти силой, а выбирает хитроумный подход. Она проникает в вражескую колонию и, используя фальшивый химический сигнал, побуждает преданную охрану к бунту против своей законной правительницы. В итоге происходит жестокое устранение законной королевы, и все муравьи добровольно принимают новую властву.

Фото: img.freepik.com

Науке известно примерно обнаружено 230 видов муравьев, проявляющих паразитический образ жизни . Некоторые особи перемещают яйца в чужие гнезда. Другие похищают личинок и куколок, чтобы использовать их в качестве рабочей силы. Третьи идут дальше: они уничтожают матку, а затем откладывают яйца и принуждают рабочих заботиться об их потомстве.

Муравьиная матка, также известная как королева, выполняет роль «репродуктивного центра» и регулирует химические процессы в колонии. 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, чтобы определить, как паразитические виды используют уязвимости других колоний для их завоевания. В ходе работы исследователи изучали взаимодействие двух близкородственных видов – муравья-паразита Lasius orientalis и его «хозяина» Lasius flavus — и выявили принципиально новую, более сложную стратегию по завоеванию колонии. Она оказалась значительно труднее тех методов, которые были известны исследователям ранее.

В ходе 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.

Ученые были поражены этим открытием. Рабочие особи, выполняющие функцию защиты, должны были безжалостно уничтожить любого, кто осмелился вторгнуться в их жилище, однако вместо этого они убили собственную матку. Что послужило причиной того, что особи обратили свое оружие 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. Замаскированные узурпаторши смогли проникнуть в самое сердце враждебной колонии. Такасука провел параллель между этой тактикой и эпизодами из сериала «Ходячие мертвецы», где персонажи, чтобы пробраться сквозь толпу зомби, используют их кровь. Любая ошибка может привести к гибели лазутчика и повлечет за собой жестокую и неизбежную смерть.

Проникновение в гнездо – это только начало сложного замысла. Основные события происходят позднее. Попав рядом с королевой, паразит использует свое главное средство воздействия. Он раскрывает брюшко и распыляет на законную владелицу раздражающее химическое соединение. Ученые полагают, что это муравьиная кислота.

Для рабочих муравьев этот химический сигнал служит сигналом к действию. Они воспринимают его как непосредственную опасность для безопасности всего муравейника, исходящую от их собственной матки. Лояльность сменяется гневом. Муравьи-солдаты нападают на свою королеву. Процесс уничтожения не является быстрым и предполагает несколько «химических атак» со стороны узурпаторши. Каждое распыление вызывает новую волну нападений. После многочисленных 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 экономит свои ресурсы и время, поскольку королеве не требуется начинать новую колонию самостоятельно, подвергать себя риску и искать рабочих. Она занимает готовое 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 происходят глубоко под землей, что ограничивает доступ ученых. Существует риск упустить важный момент, однако, когда удается наблюдать подобные сцены, это способствует более глубокому пониманию структуры муравьиных колоний. Полученные знания могут быть использованы для создания методов контроля над опасными видами муравьев, которые оказывают негативное влияние на экосистемы различных государств и причиняют серьезный вред окружающей среде.

Научная работа опубликована в журнале Current Biology.