Жуки-блестянки обманом отняли еду у муравьев
Ученые выяснили, что блестянки выслеживают древоточцев по следам выделяемого ими секрета, а затем копируют сигнал, которые используют муравьи, когда просят еду друг у друга еды. Работа опубликована в журнале PLOS One.
Муравьи-фуражиры (взрослые особи, «работающие» добытчиками пищи) могут использовать сложные маршруты для добывания провизии. Представители вида пахучих муравьев-древоточцев (лат. Lasius fuliginosus) используют для эффективного построения маршрута специальный секрет (вещество, содержащее феромоны и помогающее животным метить территорию), который помогает им ориентироваться в пространстве и сообщать о местонахождении сородичам. Их маршруты могут составлять в длину до 30 метров и являются одними из самых оживленных среди путей, которые формируют другие муравьи: фуражиры этого вида переносят нектар не только для пропитания своего потомства, но и для его использования в качестве материала для строительства гнезд. Большая популяция фуражиров-древоточцев привлекает внимание мирмекофилов — животных, обитающих совместно с муравьями и зависящих от них в вопросах пропитания. Среди мирмекофилов древоточцев наиболее распространены жуки-блестянки (лат. Amphotis marginata): выслеживая маршруты древоточцев, они следят за фуражирами во время процесса добычи и «обманывают» их, получая еду. Первая информация о клептопаразитических отношениях между этими двумя видами появилась еще в середине прошлого века в работах немецких ученых, однако систематическое изучение подобной интеракции было проведено только сейчас.
Hölldobler & Kwapich / PLOS One 2017
Авторы новой работы изучили образ жизни колоний пахучих муравьев-древоточцев в лабораторных условиях. Для этого они построили специальную систему обитания, содержащую формикарий (искусственный муравейник) и отдельное место для добывания пищи. Два блока такой системы были соединены «коридором», в котором муравьи выстраивали свои маршруты. Для отслеживания маршрутов некоторых фуражиров кормили кармазином — пищевым красителем, который выделяется вместе с секретом муравьев, окрашивая его. Еда муравьев также была помечена радиоактивным изотопом фосфора. Использование радиоактивного изотопа помогло ученым выяснить отток еды от фуражиров к жукам: так, результаты показали, что, в среднем, 24 процента всей провизии, добываемой муравьями, крадут блестянки.
Экспериментальные условия. Слева направо: формикарий, коридор, место для добывания пищи. Hölldobler & Kwapich / PLOS One 2017
Исследователи изучили несколько параметров поведения муравьев-древоточцев и их мирмекофилов, жуков-блестянок. Сначала они проверили, действительно ли секрет, выделяемый муравьями, привлекает жуков: для этого ученые использовали растворенный в гексане экстракт, полученный из измельченных голов и частей толстого кишечника муравьев. Ученые выяснили, что жуков в лабораторной среде экстракт привлекает на 40 процентов чаще, чем обычный раствор гексана, использованный в качестве контрольного условия. После этого ученые поместили жуков в систему обитания к фуражирам пахучих муравьев-древоточцев и других видов муравьев. Наблюдение показало, что жуков-блестянок значительно чаще привлекают предпочитаемые ими древоточцы: для сравнения, блестянки на 55 процентов чаще приближались к древоточцам, чем к мелким рыжим муравьям (лат. Myrmica rubra), и на 41 процент чаще, чем к черным садовым муравьям (лат. Lasius niger).
Кроме того, исследователи изучили важные аспекты клептопаразитизма. Они выяснили, что процесс забирания еды у муравья проходит следующим образом: жук-блестянка «перехватывает» муравья-фуражира на пути к гнезду и приближается к нему. Фуражир, в свою очередь, либо быстро скрывается от жука, либо остается для дальнейшей интеракции с новым для него объектом, что позволяет жуку использовать лапки для того, чтобы украсть еду муравья из его желудка.
Слева: муравьи передают друг другу еду. Справа: жук забирает еду у муравья. Hölldobler & Kwapich / PLOS One 2017
Также ученые выяснили, что жук добывает провизию не только при помощи интеракции с фуражиром: подобравшись поближе к колонии, жук-блестянка дожидается, когда фуражир передаст провизию муравью-строителю, и забирает еду у него.
Жук-блестянка ворует еду у муравья-строителя. Hölldobler & Kwapich / PLOS One 2017
Форма жука-блестянки делает его идеальным клептопаразитом с хорошо развитым защитным механизмом: при попытке атаки со стороны муравья, жук зацепляется когтистыми лапками за землю так, чтобы муравей не смог его перевернуть. Когда муравью удается перевернуть жука на спину (в таком положении он наиболее уязвим), муравей-фуражир отрывает его лапки.
Муравей-фуражир перевернул жука. Hölldobler & Kwapich / PLOS One 2017
При успешном взаимодействии, муравей касается головы жука внешней частью своей ротовой полости, что также служит сигналом о том, что фуражир готов отдать еду. По мнению ученых, это указывает на то, что жуки копируют сигналы муравьев, которые используются ими с целью попросить еду. Для того, чтобы достать пищу из желудка муравья, блестянка использует свои когтистые лапки — они же помогают ему защищаться в случае атаки со стороны фуражира.