Зараженные грибком муравьи полечились перекисью водорода из тлей
Инфекция заставила насекомых изменить пищевые предпочтения
Энтомологи выяснили, что бурые лесные муравьи, зараженные грибком, отдают предпочтение корму, в котором содержится много измельченных тлей Megoura viciae — источника перекиси водорода. Эта помогает насекомым успешно бороться с инфекцией, но только в случае, когда у них есть доступ к полноценному и разнообразному питанию. Вероятно, в природе заболевшие муравьи активнее охотятся на тлей M. viciae, которых обычно избегают. Как отмечается в статье для журнала Biology Letters, поведение бурых лесных муравьев можно считать еще одним примером самолечения у животных.
Некоторые животные научились использовать для самолечения насекомых. Самцы дроф (Otis tarda) в брачный период склевывают ядовитых жуков-нарывников (Meloidae), чтобы избавиться от болезнетворных бактерий и гельминтов и стать привлекательнее для самок, а шимпанзе (Pan troglodytes) прикладывают насекомых к собственным ранам и ранам сородичей — вероятно, так они ускоряют их заживление. Более того, сами насекомые иногда лечатся насекомыми. Например, африканским муравьям Megaponera analis, пострадавшим во время охоты, сородичи обрабатывают раны антимикробными соединениями, которые вырабатываются железами у них на спине.
Команда энтомологов под руководством Джейсона Риссанена (Jason Rissanen) из Грацкого университета описала еще один пример самолечения насекомых насекомыми. В центре внимания исследователей оказались бурые лесные муравьи (Formica fusca). Эксперименты, проведенные ранее в лабораторных условиях, показали, что при заражении паразитическим грибком боверией Басси (Beauveria bassiana) эти насекомые начинают отдавать предпочтение пище, которая обогащена перекисью водорода. Это вещество ядовито для муравьев, но в малых дозах помогает им избавиться от инфекции.
Риссанен и его соавторы предположили, что в природе зараженные грибком бурые лесные муравьи ведут себя похожим образом. Источником H2O2 для них могут служить тли Megoura viciae, в телах которых концентрация этого соединения относительно высока. Бурые лесные муравьи не пасут представителей данного вида (в отличие от ряда других видов тлей), однако делят с ними одну и ту же среду обитания, что дает им возможность охотиться на них. При этом здоровые муравьи, скорее всего, стараются не поедать M. viciae, чтобы не отравиться перекисью водорода.
Для проверки своей гипотезы исследователи собрали в лесу в окрестностях финского города Ханко 45 колоний F. fusca, перенесли их в лабораторию и провели с ними серию экспериментов. В ходе первого опыта авторы взяли 30 муравьиных колоний и разделили каждую из них на экспериментальную и контрольную группу по 80 рабочих особей в каждой. Каждую из 60 получившихся групп поселили в отдельном контейнере. При этом особей из экспериментальных групп заразили грибком B. bassiana, а их сородичей из контрольной группы — нет. В течение девяти суток эксперимента муравьям одновременно давали стандартный корм; корм, в который добавили немного измельченных тлей M. viciae; и корм, в котором было много измельченных тлей M. viciae. Выбор насекомых фиксировали на фотоаппарат пять раз в сутки.
Как и ожидали авторы, заражение грибком повлияло на пищевые предпочтения бурых лесных муравьев. Особи из контрольных групп чаще выбирали стандартный корм, чем корм с высокой концентрацией измельченных тлей (p = 0,0013). Их сородичи из экспериментальных групп в среднем одинаково охотно поедали все три вида корма. В первые дни они отдавали предпочтение стандартному корму, на четвертый-шестой день после заражения переключались на тот, где была самая высокая концентрация тлей, а затем возвращались к стандартному корму. К концу эксперимента число погибших муравьев в обоих типах групп оказалось примерно одинаковым.
На втором этапе Риссанен с коллегами взяли еще 15 колоний, разделили каждую на четыре группы по 50 рабочих особей в каждой и поместили их в отдельные контейнеры. Затем половину групп заразили грибком. После этого за муравьями наблюдали на протяжении девяти дней, однако на этот раз каждой группе предоставляли только один вид корма: либо стандартный, либо с высоким содержанием измельченных тлей. Когда в конце эксперимента авторы подсчитали количество погибших муравьев, оказалось, что в зараженных колониях погибло больше особей, чем в контрольных, причем вне зависимости от того, получали ли они только стандартный корм или только обогащенный тлями (p = 0,001).
Результаты исследования подтверждают, что зараженные грибком бурые лесные муравьи меняют пищевые предпочтения и более активно поедают корм, в котором много измельченных тлей M. viciae и, соответственно, высока концентрация перекиси водорода (впрочем, не исключено, что это не единственное содержащееся в тлях соединение, которое помогает заболевшим муравьям). Оказавшись в аналогичной ситуации в природе, они, вероятно, активнее охотятся на этих тлей. При этом муравьи отдают предпочтение пище с повышенным содержанием H2O2 лишь в течение нескольких дней после заражения, когда риск гибели от грибка наиболее велик, а в другое время избегают корма, где много измельченных M. viciae, скорее всего, из-за ядовитости этих насекомых. Впрочем, здоровые муравьи, которых кормили только кормом с повышенным содержанием тлей, гибли реже, чем их зараженные сородичи, тоже получавшие лишь этот вид пищи. Таким образом, поедание тлей M. viciae приносит зараженным муравьями пользу только при доступе к полноценному и разнообразному рациону.
Ранее австрийские зоологи выяснили, как защищаются от инфекций черные садовые муравьи (Lasius niger). Матки этих насекомых иногда основывают новую колонию сообща. Однако если одна из них заболевает и гибнет, вторая матка утилизирует труп, что помогает снизить риск заражения. Здоровые королевы разгрызают умершую самку на части, закапывают ее или выбрасывают из гнезда.
Исследователи сами ловили термитов с помощью палочек
Антропологи из Великобритании и США несколько лет пробовали ловить термитов в долине Исса с помощью палочек, как это делают шимпанзе, и обнаружили, что доступность насекомых для ловли связана с сезонностью и их расселением. Термиты начинают расселяться с началом сезона дождей — и именно тогда становятся наиболее уязвимы для обезьян и других хищников. Результаты опубликованы в журнале Frontiers in Ecology and Evolution. В 1960 году ученые обнаружили, что шимпанзе используют орудия, сделанные из растений, чтобы доставать термитов из их гнезд. В дальнейшем это поведение широко исследовалось: выяснилось, например, что одни шимпанзе ловят термитов круглый год, а другие — только в определенные сезоны. Также оказалось, что обезьяны из разных сообществ используют разные инструменты, а техника ловли иногда различается. Например, шимпанзе в Гуалуго (Республика Конго) используют несколько разных инструментов и меняют их в зависимости от условий — вероятно, именно поэтому им и удается иметь постоянный доступ к термитам. Однако важную роль играют экология и поведение самих насекомых: в зависимости от сезона ловить их может быть сложнее или легче. Джейн Гудолл, которая впервые наблюдала за тем, как шимпанзе ловят термитов, писала о том, что возможности обезьян зависят от сезонности расселения термитов: в начале сезона дождей репродуктивные особи вылетают из гнезда и расселяются. В это время они сосредотачиваются вблизи выходных отверстий термитников и становятся более уязвимыми. Однако это полевое наблюдение не проверялось экспериментально. Исследователи из Калифорнийского университета в Санта-Крузе и Университетского колледжа Лондона под руководством Вики Олзе (Vicky M. Oelze) около пяти лет посещали 14 термитников в долине Исса в Танзании и отслеживали, от каких факторов зависит успешность ловли термитов. С 2018 по 2022 год экспериментаторы приходили к термитниками примерно дважды в неделю и пробовали ловить термитов так, как это обычно делают шимпанзе. Они использовали палки, подобные тем, что используют обезьяны. Чтобы фиксировать, когда термиты вылетают из гнезд для размножения, и наблюдать за хищниками, которые охотятся на них днем и ночью, ученые установили видеокамеры, реагирующие на движение. Также они непрерывно собирали метеорологические данные (об осадках, атмосферном давлении, температуре, скорости ветра и относительной влажности), чтобы выяснить, как начало расселения термитов зависит от погодных условий. С 2018 по 2022 год ученые провели около двух тысяч испытаний по ловле термитов, 363 из которых оказались успешными. Только из одного гнезда ученым не удалось достать термитов ни разу за все исследование. Число термитов в выходных отверстиях термитников увеличивалось в начале сезона дождей — и тогда успешных попыток ловли становилось больше. Когда осадков накапливалось около 200 миллиметров, ловить термитов становилось все сложнее — доля успешных попыток падала. Также ученые обнаружили 19 видов хищников, посещающих термитники. Чаще всего это были шимпанзе, но кроме них — другие приматы, птицы, вараны, мангусты, африканские циветы и другие. Иногда особи двух или более видов встречались у термитника — и кому-то приходилось уйти. Все это согласуется с результатами недавнего исследования, которое обнаружило, что шимпанзе в долине Исса чаще ловят термитов в конце сухого сезона и в начале сезона дождей (в той работе не изучали изменчивость поведения самих термитов). В отличие от сообществ шимпанзе, которые ловят термитов постоянно, здесь сезонность действительно должна играть большую роль по нескольким причинам: в лесах миомбо долины Исса термитники более твердые (даже в сезон дождей), а шимпанзе используют лишь один вид инструментов для ловли. Дополнительно исследователи отметили, что, вероятно, экспериментаторы были не так хороши в ловле термитов, как шимпанзе. Ученые планируют изучить видеозаписи с камер, на которых обезьяны сами ловят термитов. Это поможет лучше понять, как шимпанзе долины Исса меняют свое поведение в зависимости от сезона и поведения их жертв. Шимпанзе из разных сообществ на самом деле по-разному подходят к ловле. Отличаются не только инструменты, но и последовательности совершаемых действий. Некоторые исследователи полагают, что такие различия могут быть культурными, однако чтобы это подтвердить, необходимы многолетние наблюдения.
