Для чего муравьям гусеницы

Scisne ?

Главная ≫ Инфотека ≫ Этология, психология ≫ Поведение животных ≫ Гусеницы подсаживают муравьев на наркотики и заставляют работать телохранителями

Гусеницы подсаживают муравьев на наркотики и заставляют работать телохранителями

Энтомологи выяснили, что муравьи, охраняющие гусениц бабочек-голубянок, «нанимаются» к ним на службу под воздействием одурманивающих веществ. Отведав дозу «наркотика», выделяемого гусеницами, муравьи забывают о своих обязанностях в муравейнике.

К такому выводу пришли британские ученые из Гарвардского университета, чья статья опубликована в журнале Current Biology.

Специалистам известно, что Narathura japonica , гусеницы бабочек-голубянок, охраняются муравьями Pristomyrmex punctatus . Считалось, что это простой симбиоз — в благодарность за сладковатые выделения специальной железы, расположенной на 7-м сегменте брюшка гусениц, муравьи отгоняют от них хищных насекомых.

Авторы статьи показали, что в реальности отношения гусениц и муравьев-охранников близки не к симбиозу, а к паразитизму. На эту мысль их натолкнул тот факт, что гусеницы всегда охраняются одними и теми же особями, которые теряют подвижность и никуда не уходят от своих подопечных.

Гусеницы голубянок обладают комплексом эволюционно выработанных химических и акустических сигналов для контролирования поведения муравьёв. Они выделяют из дорзальной нектароносной железы сладкую жидкость, привлекающую муравьёв. Муравьи, ощупывая усиками этот орган, вызывают рефлекторное выделение гусеницей жидкости, которая, вероятно, содержит феромоны лихневмоны, влияющие на поведение муравьёв.

Выяснилось, что у муравьев, питающихся выделениями гусениц, в мозгу снижен уровень гормона дофамина. Известно, что у насекомых он регулирует и двигательную активность, и агрессию. Поэтому ученые предположили, что гусеницы выделяют особые вещества, влияющее на гормональный фон муравьев.

Как показали эксперименты, муравьи, никогда не лакомившиеся выделениями гусениц, никак не реагируют на их щупики. Следовательно, для того, чтобы слушаться гусеницу, муравьям необходимы «наркотики».

Интересно, что гусеницы также способны отдавать муравьям команды при помощи особой пары щупиков, расположенных на 8-м сегменте под секреторной железой. Когда гусеница подвергается атаке, она вытягивают щупики, что делает муравьев более агрессивными и заставляет их кидаться на врагов.

Некоторые гусеницы голубянок и риодинид обладают также звукоиздающими органами, влияющими на поведение муравьёв — одни виды имеют только шаровую щетинку на теле гусеницы, другие — вместе с звуковой ресничкой, при отсутствии нектароносной железы.

Источник

Поразительные взаимоотношения гусениц и муравьев

Некоторые муравьи вовлечены в сложную систему взаимоотношений с гусеницами бабочек. Некоторых гусениц, в свою очередь, подозревают в мирмекофилии, т.е. в любви к муравьям. Что же связывает такие непохожие создания?

Ненасытный поглотитель пищи

Как эта сомнительная личность может превратиться в прекрасную бабочку? Гусеница помешана на еде. Она напоминает мешок, наполненный слизью. Гусеница — это рот, присоединенный к желудку. Чтобы пройти все метаморфозы, гусеница должна запастись необходимыми питательными веществами. Некоторые набирают вес, который более чем в три тысячи раз превосходит их начальную массу. Это все равно, если бы из трехкилограммового младенца вырос человек, весящий девять тонн! У гусеницы много врагов и ее главная экологическая роль — стать чьим-то кормом. Очень немногие доживают до стадии бабочки. Жизнь гусеницы — сплошная нервотрепка. В таком опасном мире очень важно обзавестись друзьями. А из друзей у гусениц только муравьи…

Медвяная роса

Муравьи ухаживают за личинками эрицинид, защищая их от хищных ос. Но делают они это совсем не бескорыстно. Когда муравей гладит гусеницу по спине, она выделяет каплю прозрачной жидкости, которую муравей поглощает с явным удовольствием. Муравьям так нравится эта «медвяная роса», что они готовы поглаживать гусеницу постоянно, столпившись вокруг. Устав от этих нежностей, гусеница довольно громко топает ножкой по листу. Муравьи, как нашкодившие дети, пристыженно замирают, но ненадолго. Они доят свою подругу как минимум раз в минуту и готовы неделями не возвращаться в свой муравейник.

По мнению муравьев, вокруг гусениц всегда царит праздничная атмосфера: мед течет рекой, играет веселая музыка, в воздухе парят привлекательные феромоны. Поэтому муравьи, как наркоманы, совсем теряют голову и, забывая обо всем, становятся одержимыми своими гусеницами

Для гусеницы австралийской бабочки паралюции муравьи выстраивают замысловатые подземные жилища, где может поместиться до 20 гусениц или 10 куколок. На закате гусеница, как вампир, выползает полакомиться листьями, а на рассвете снова возвращается в свое убежище. За ней круглосуточно ухаживают муравьи, и на одну гусеницу может приходиться до 25 нянек. В благодарность и гусеницы, и куколки выделяют вкусную смесь глюкозы и аминокислот.

Манящие сигналы

Гусеницы австралийской голубянки ялменус используют три сигнала, чтобы подозвать муравьев. Торопливое шипение слышится в первые 5 мин после обнаружения гусеницы рабочим муравьем, ворчание — когда муравьи гладят гусеницу, а басовитую барабанную дробь гусеница издает независимо от того, ухаживают за ней муравьи или нет.

У других видов на макушке есть две папиллы в виде прутиков, которые издают акустические или вибрационные сигналы, когда гусеница вертит головой. Эти сигналы имитируют призывы муравьев, пытающихся привлечь внимание собратьев.

Кроме того, гусеницы могут производить химические сигналы тревоги, заставляющие муравьев принимать оборонительную позицию.

Волк в овечьей шкуре

Хищная личинка азиатской голубянки питается тлями, за которыми, как и за гусеницей, ухаживают муравьи. По-видимому, медвяная роса этой гусеницы нравится муравьям больше, чем мед тлей.

Гусеница европейской голубянки внешне похожа на муравьиную личинку. Обнаружив такую «красоту», муравьи немедленно тащат ее в свой муравейник. Там самозванка живет месяцами, питаясь настоящими личинками муравьев, которыми ее снабжают щедрые родители. По этому поводу Владимир Набоков, который был не только знаменитым писателем, но и выдающимся энтомологом, высказался в сердцах: «Как если б коровы нам давали шартрез, а мы им на съедение младенцев!».

Когда гусеница окукливается и превращается во взрослую особь, ее медоточивые железы бесследно исчезают и «протрезвевшие» муравьи приходят в бешенство. Однако бабочка удирает от преследователей, выделяя вязкое вещество, в котором увязают муравьиные лапки. Она спешно выбирается на поверхность и взмывает ввысь крохотным лоскутком синего неба. Но пройдет время, и беспечные муравьи опять принесут в свой дом новую личинку.

Татьяна Кривомаз, канд. биол. наук

По материалам книги Шарман Эпт Рассел «Роман с бабочками. Как человек влюбился в насекомое». — М.: КоЛибри, 2005. — 229 с.

Источник

Гусеница — поработитель муравьев

Все мы учили басню «Стрекоза и муравей», а некоторые даже сочувствовали стрекозе: она ведь погибла от холода и голода, бедняжка. Но ничего, за стрекозу отомстили бабочки-голубянки Narathura japonica. Их личинки выделяют питательные вещества, попробовав которые муравьи обречены служить гусеницам.

Рис. 1. Бабочка Narathura japonica (Википедия)

Семейство голубянок (Lycaenidae) насчитывает около 6000 видов, и большинство из них в той или иной степени связано с муравьями: соседствует с ними, взаимовыгодно сотрудничает или паразитирует. Эти связи могут носить как факультативный, так и облигатный характер. Японские ученые, профессор университета Рюкю Казуки Цудзи (Kazuki Tsuji) и доктор Мазару Ходзё (Masaru Hojo), работающий сейчас в Университете Кобо, исследовали отношения между голубянкой Narathura japonica и муравьями Pristomyrmex punctatus [1]. Бабочки N. japonica живут в дубовых лесах Японии, Тайваня и Кореи. Они сотрудничают с несколькими видами муравьев, и P. punctatus — один из них. Муравьи выступают в роли телохранителей, за что получают награду: на верхней стороне тела гусеницы есть особая экзокринная железа, дорзальный нектарный орган (dorsal nectary organ), ДНО, выделяющий лакомую смесь сахаров и аминокислот. Но муравьев привлекает к гусеницам не запах питательных капелек, а летучий секрет одноклеточных железок, покрывающих кутикулу гусениц. Такие железки есть практически у всех голубянок; выделяемые ими молекулы защищают насекомых от потери воды, и каждый вид пахнет по-своему. Однако муравьи прекрасно отличают пахучий секрет N. japonica от запаха гусениц других видов голубянок, не склонных к сотрудничеству. И еще один аромат им нужно помнить. По соседству с ДНО гусениц расположены тентакулярные органы (tentacle organs), ТО. Это пара выворачивающихся щупалец, которые выделяют летучие вещества, призывающие муравьев, если гусеница в опасности. В ответ на выворачивание ТО муравьи бросаются на защиту. Безусловно, когнитивные способности муравьев прошли жесткий отбор, в результате они способны запомнить и различить множество запахов, без чего взаимодействие с гусеницами было бы невозможным. Однако поведение P. punctatus регулируют не только запахи: муравьи не интересуются гусеницами N. japonica и не торопятся их защищать, пока не попробуют питательный секрет ДНО.

Рис. 2. Муравьи Pristomyrmex punctatus не отходят от гусеницы голубянки (Hojo et al., 2015)

Этот секрет муравьев как будто завораживает: раз отведав его, они приходят к гусеницам снова и снова или просто стоят вокруг. Исследователи предположили, что выделения ДНО не просто кормят муравьев, но и каким-то образом влияют на их поведение. Эту гипотезу японские исследователи проверяли вместе с сотрудницей Музея сравнительной зоологии Гарвардского университета Наоми Пирс (Naomi Pierce), которая много лет изучает сложные отношения голубянок с муравьями [2].

Ученые работали с лабораторными колониями муравьев. По 50 рабочих особей, никогда не встречавших гусениц, помещали в пластиковую коробочку, называемую ареной. На одной арене муравьев ожидала гусеница N. japonica последнего возраста, на другой гусеницы не было, а на третью арену посадили гусеницу, у которой ДНО замазали небольшим количеством лака для ногтей. Предварительно исследователи убедились, что лак, нанесенный в небольшом количестве на тело гусеницы, не влияет на поведение насекомых. На всех аренах были ватка, пропитанная 10%-ным раствором сахара, для муравьев, молодые дубовые листья для гусениц и вода.

Спустя трое суток ученые проверили действие ДНО на локомоторную активность муравьев. Для этого по 10 особей с каждой арены пересадили в чашку Петри диаметром 4,5 см, дно которой разделяла линия. Муравьям давали освоиться на новом месте, а затем подсчитывали, сколько раз за 15 минут каждое насекомое пересечет разделительную черту. Оказалось, что муравьи, пробовавшие секрет ДНО, гораздо меньше склонны бегать по чашке, чем те, кто провел трое суток рядом с гусеницами без ДНО или вовсе с ними не встречался.

Секрет ДНО не только подавляет локомоторную активность муравьев, благодаря чему они всегда рядом с гусеницами, но и делает их надежными телохранителями. Исследователи раз в три дня пересаживали по 10 рабочих муравьев с каждой арены в чашку Петри с гусеницей, доселе не задействованной в экспериментах. Гусеницам, очевидно, некомфортно, и они часто выворачивают ТО. В самом начале эксперимента все муравьи игнорировали это действие, но спустя три и шесть дней рабочие, которые успели распробовать секрет ДНО, активно бросались на защиту своих подопечных, а муравьи из двух других групп по-прежнему оставались безразличны к тревогам гусениц. Эти эксперименты еще раз подтвердили, что защитное поведение P. punctatus не врожденное, его вызывает секрет ДНО.

Поведение насекомых определяют биогенные амины (серотонин, дофамин, октопамин и турамин), поэтому исследователи предположили, что секрет ДНО влияет на поведение P. punctatus, изменяя уровень биогенных аминов в мозге рабочих муравьев. Оказалось, что он действительно существенно снижает уровень дофамина. Чтобы убедиться, что именно дофамин влияет на локомоторную активность, рабочим особям скармливали резерпин, который подавляет транспорт дофамина в синаптическую щель. Иными словами, у муравьев, накормленных резерпином, дофамин не работает как нейромедиатор. Резерпин действительно значительно снижал локомоторную активность муравьев.

Очевидно, секрет ДНО гусениц влияет на поведение муравьев через дофаминэргическую систему. На уровень дофамина влияет потребление сахарозы, а секрет ДНО у некоторых видов голубянок сахарозу содержит. Однако, поскольку все муравьи в течение эксперимента могли в неограниченном количестве получать сахарозу из другого источника, секрет ДНО снижает уровень дофамина как-то иначе; возможно, он содержит регуляторные пептиды.

Отношения гусениц N. japonica и муравьев P. punctatus принято было описывать как взаимовыгодные: муравьи защищают гусениц в обмен на пищу. На самом же деле подобные отношения не так уж выгодны одной из сторон: гусеницам защита жизненно необходима, но муравьи без гусениц не пропадут, поскольку у них есть другие источники пищи. Да гусеницы и не могли бы прокормить такую ораву: это слишком дорогое для них удовольствие, тем более что количество питательного секрета меняется в зависимости от физиологического состояния насекомых и внешних условий. Конкурентов за внимание муравьев много, врагов много, а гусеница одна. Как ей обеспечить постоянное присутствие телохранителя? И N. japonica нашли выход. Секрет их ДНО служит не только пищей для муравьев, это своеобразный наркотик, который усиливает тягу муравьев к гусеницам и готовность их защитить. Вполне возможно, что поведение насекомых, которое раньше считали взаимовыгодным, на самом деле чистейший паразитизм — гусеницы просто манипулируют муравьями.

1. Hojo M.K., Yamamoto A., Akino T., Tsuji K. , Yamaoka R. Ants Use Partner Specifc Odors to Learn to Recognize a Mutualistic Partner // PLoS ONE. 2014. 9(1): e86054. doi:10.1371/journal.pone.0086054

2. Hojo M. K., Pierce N. E., Tsuji K. Lycaenid Caterpillar Secretions Manipulate Attendant Ant Behavior // Current Biology. 2015 — http://dx.doi.org/10.1016/j.cub.2015.07.016

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Источник

Держать рабов и доить гусениц: на что способны муравьиные сообщества (3 фото + видео)

Всем известно, что муравьи неординарные насекомые. Они социализированы, всегда действуют сообща и способны проделать невероятно трудоемкую работу. Удивительно, но все это еще не апогей их возможностей. Некоторые виды выделывают такие «фокусы», что удивят кого угодно.

Муравьи-рабовладельцы

Известны организованными набегами на другие виды муравьев с целью обзавестись рабами. Они убивают членов колонии, крадут куколок и порабощают молодых муравьев. Похищенные на протяжении всего существования добывают пищу для своих владельцев, ухаживают за ними, а также выращивают их молодняк.

Муравьи-фермеры

На протяжении светового дня они занимаются только тем, что срезают листья с растений. Парадоксально, но эти муравьи не питаются добытой растительностью, их организм не способен ее переварить. Зачем же они это делают?

Ответ поразит любого — эти насекомые являются фермерами, они выращивают грибы, а срезанные росточки используют в качестве удобрений. Гриб поглощает разжеванные растения, вследствие чего растет и со временем становится едой для колонии.

Среди «фермеров» встречаются и приверженцы животноводства. Эти членистоногие выращивают гусениц и присматривают за ними всю жизнь. Гусеница синтезирует сладкий секрет, который едят муравьи. Другие виды таких муравьев выращивают тлю, которая также выделяет сладкую жидкость. Муравьи подползают к тле, кусают ее своими усиками, раздражая рецепторы, и получают вожделенный нектар.

Медовые муравьи

Невероятно, но они, подобно пчелам, могут создавать мед. Стоит отметить, что метод хранения такого меда довольно специфичен, ведь в качестве емкости для сладкого продукта муравьи используют собственные брюшки, выполняя роль «живых бочек». Когда другие члены колонии проголодаются, эти муравьи отрыгивают для них мед. В Мексике такой вид разводят на специальных фермах, где извлекают из них падевый мед.

Огненные муравьи

Во время наводнений они плотно сцепляются своими тельцами, образуя «живой ковчег». Такой плот может непрерывно в течение нескольких месяцев путешествовать по водной глади. Одних муравьев съедят рыбы или птицы, другие утонут, однако самым важным является выживание королевы.

Источник