Мелкие размеры помогли жукам спастись из пасти сома

Сомы чаще выплевывают пойманных водяных жуков, если те мелкие. По мнению японского зоолога Синдзи Сугиура, они активнее передвигаются в ротовой полости сома или цепляются за ее поверхность, мешая проглотить себя, и в результате рыбы их выплевывают. А вот более крупных жуков сом может надежно зафиксировать во рту и проглотить. Кроме того, сомы чаще выплевывают жуков из семейств вертячек и плавунцов, которые способны выделять неприятные на вкус вещества, по сравнению с жуками из семейства водолюбов, лишенных такого защитного механизма. Результаты исследования опубликованы в журнале Scientific Reports.

Некоторые животные могут спастись даже после того, как попались в пасть хищнику или были им проглочены. Например, молодые японские угри (Anguilla japonica) сбегают от поймавших их хищных рыб Odontobutis obscura через жаберные щели последних. Жуки-бомбардиры Pheropsophus (occipitalis) jessoensis, оказавшиеся в желудке жаб (Bufo), выделяют едкие вещества, с помощью которых вызывают у этих амфибий рвоту, и таким образом оказываются на свободе. Наконец, представители отдельных видов беспозвоночных способны невредимыми пройти через пищеварительный тракт проглотившего их хищника и выйти наружу с пометом. К их числу относятся, в частности, жуки-водолюбы Regimbartia attuata, которые выбираются из клоаки лягушек.

Зоолог Синдзи Сугиура (Shinji Sugiura) из Университета Кобе решил выяснить, как размер и защитные механизмы разных животных влияют на их способность выбраться из пасти или желудочно-кишечного тракта хищника. Для этого он провел серию экспериментов с имаго восьми видов водяных жуков: Dineutus orientalis и Gyrinus japonicus из семейства вертячек (Gyrinidae), Hydaticus bowringii, H. grammicus и Hyphydrus japonicus из семейства плавунцов (Dytiscidae) и Hydrochara affinis, Sternolophus rufipes и R. attenuata из семейства водолюбов (Hydrophilidae). Представители этих семейств используют разные способы защиты от хищников. Вертячки и плавунцы выделяют неприятные на вкус химические вещества из специальных желез, плавунцы же лишены такого оборонительного механизма, однако некоторые из них обладают острым шипом на нижней стороне груди.

В общей сложности Сугиура использовал по 20 особей каждого вида. Длина их тела составляла от 3,7 до 18,9 миллиметра, а вес — от 5,3 до 363,9 миллиграмма.
Подопытных жуков исследователь подсаживал в аквариум к амурским сомам (Silurus asotus) — хищным рыбам, которые питаются различными беспозвоночными и мелкими позвоночными. После этого он отслеживал взаимодействие хищников и их добычи.

Сомы всасывали мелких жуков вместе с водой, а крупных хватали пастью. Пойманных вертячек и плавунцов они часто выплевывали, обычно в течение одной-двух минут. Среди D. orientalis сомы выплюнули 60 процентов пойманных особей, среди G. japonicus — 85 процентов, среди H. bowringii — 85 процентов, среди H. grammicus — 40 процентов и среди H. japonicus — 85 процентов. Все выплюнутые насекомые были живыми и не получили видимых повреждений. Впрочем, некоторых из них сомы впоследствии все же съели. В общей сложности рыбами были съедены 50 процентов D. orientalis, 20 процентов G. japonicus, 35 процентов H. bowringii, 65 процентов H. grammicus и 25 процентов H. japonicus.

Среди пойманных водолюбов сомы выплюнули живыми и невредимыми 55 процентов H. affinis, 25 процентов S. rufipes и 75 процентов R. attenuata. Как и в случае с вертячками и плавунцами, некоторые из отвергнутых особей были впоследствии проглочены. Всего же сомы съели 80 процентов H. affinis, 90 процентов S. rufipes и 30 процентов R. attenuata. Ни одному R. attenuata не удалось живьем пройти через пищеварительный тракт рыб и выбраться из анального отверстия. Похоже, эта защитная стратегия работает только против лягушек.

Таким образом, сомы поедали вертячек и плавунцов реже, чем водолюбов. Скорее всего, это связано со способностью представителей двух первых семейств вырабатывать неприятные на вкус веществ. Кроме того, сомы реже поедали особей мелких видов по сравнению с крупными. Чтобы понять, как небольшим жукам удается спастись от рыб, Сугиура провел дополнительный эксперимент. Он ампутировал 20 R. attenuata — самым мелким из трех видов водолюбов — среднюю и заднюю пару лап, после чего подсадил подопытных насекомых в аквариум к сомам. Рыбы выплюнули 20 процентов пойманных жуков, но часть из них в итоге проглотили. В общей сложности они съели 85 процентов R. attenuata с ампутированными лапами.

Удаление части конечностей повысило долю съеденных R. attenuata с 30 до 85 процентов. Это свидетельствует, что лапы играют ключевую роль в спасении мелких водяных жуков от поймавших их рыб. По мнению Сугиуры, когда эти насекомые оказываются в пасти сома, они начинают совершать активные движения конечностями, например, быстро перемещаются по ротовой полости или цепляются за ее поверхность. Это мешает хищнику проглотить их и заставляет выплюнуть добычу (энергетическая ценность которой слишком мала по сравнению с затратами на ее удержание в пасти). В то же время более крупных жуков сомы могут надежно зафиксировать во рту и проглотить.

Несколько лет Синдзи Сугиураи его коллега Мисаки Цудзии (Misaki Tsujii) выяснили, что квазибейтсовская мимикрия, при которой менее защищенный вид подражает более защищенному, выгодна как для имитатора, так и для его модели. Исследователи проводили эксперименты с клопами-хищнецами Sirthenea flavipes, которые могут больно уколоть хищника хоботком, и жуками-бомбардирами P. (o.) jessoensis, способными выбрасывать во врага горячую смесь воды и химикатов. Оказалось, что если хищник имеет опыт взаимодействия с одним из двух этих похожих друг на друга видов насекомых, то в дальнейшем он вряд ли нападет на другой.