Formica archboldi- муравьи коллекционеры, собирающие черепа
Флорида полна странных существ, но муравьи, собирающие черепа, находятся на вершине жуткого списка. Флоридский вид муравьев собирает черепа и использует химическое оружие, чтобы убить добычу
«В 1958 году, вскоре после того, как этот муравей был описан как вид, ученые сообщили о чем-то странном», — сказал в пресс-релизе Адриан Смит, энтомолог из Университета штата Северная Каролина.
В течение 60 лет ученые, наблюдающие за Formica archboldi, видом муравьев, обитающих во Флориде, зафиксировали кое-что… странное. Подземные гнезда муравьев завалены черепами и другими частями тела, в первую очередь муравьёв вида Odontomachus Trap-jaw.
Название Trap-jaw (челюсть-ловушка) появилось из-за их техники охоты. Охотник передвигается с челюстями, открытыми на 180 градусов. При затрагивании чувствительных волосков на внутренней стороне мандибул, они рефлекторно резко закрываются. Сила челюстей зачастую позволяет сразу убить жертву. Если этого не происходит, то следует укол мощным жалом, парализующий добычу. Такие методы позволяют ловить очень быстрых насекомых, которые обычно недосягаемы для других видов муравьев.
Odontomachus Trap-jaw — грозные хищные задиры в то время как Formica archboldi нет. Итак, что происходит? Новое исследование разгадывает эту тайну, но обнаруживает еще большую странность.
Муравьи-собиратели черепов оказались специалистами по добыче грозных муравьев-ловушечников, что необычно. Похоже, у них есть более эффективные методы иммобилизации челюстей-ловушек. После обездвиживания они забирают своих соперников в свои гнезда и расчленяют их, обращаясь с ними как с добычей. Головы они не едят, поэтому головы оставляют. Это далеко не самое интересное, о чем сообщают исследователи.
Из 15 000 видов муравьев относительно немногие являются специалистами по охоте. Хотя были задокументированы пожиратели многоножек и термитников, большинство муравьев являются универсалами, когда дело доходит до того, что они едят. Однако обнаружение большого количества обезглавленных голов в муравейнике, вызывает у исследователей любопытство и недоумение.
Не смотря на то, что в дикой природе не было зарегистрировано взаимодействия хищник-жертва между муравьями-Trap-jaw и Formica archboldi (собирателями черепов). Но энтомологи выдвинули гипотезу, что F. archboldi возможно просто специализируются по охоте на соседей, что является редкостью в их подсемействе.
Что особенно примечательно в погоне за Trap-jaw, так это то, что эти муравьи — непростая добыча. Представители рода Odontomachus с челюстями-ловушками щеголяют подпружиненными нижними челюстями, которые они используют как для защиты, так и для захвата добычи, нанося удары более 41 раза в секунду, с ними не стоит шутить.
Муравьи Флориды, собирающие черепа: загадочная находка
Чтобы понять необычную эстетику F. archboldi при украшении гнезд, автор исследования Адриан Смит из Музея естественных наук Северной Каролины отправился во Флориду. Там он собрал образцы муравьев Formica archboldi и соседних муравьев вида Odontomachus из трех разных мест.
«Это было исследование, которое возникло из прочтения своеобразного наблюдения в исследовательской работе 60-летней давности», — сказал Смит. «Скорее всего, эти головы муравьев не случайно оказались в гнездах Formica, и за этой заметкой по естественной истории стояла какая-то интересная биология».
Для исследования были взяты образцы двух видов челюстей-ловушек, обнаруженных в непосредственной близости от собирателей черепов. Смит обнаружил, что биохимический профиль собирающего черепа F. archboldi был близок к таковому у Odontomachus, обнаруженного в том же месте. Похоже что муравьи умышленно копировали запах своих соседей
Муравьи, как и все насекомые, покрыты слоем воска, называемого кутикулярным углеводородом. Восковидное вещество, вероятно, появилось в процессе эволюции, чтобы предотвратить высыхание животных. Однако со временем многие насекомые стали использовать этот слой в качестве средства коммуникации, например, для определения репродуктивного статуса.
Специфическая химическая характеристика кутикулярных углеводородов широко варьируется между видами и даже иногда внутри вида, хотя среди муравьев внутривидовая вариация считается редкостью. Например: от Финляндии до Британских островов виды Formica мало различаются по своим кутикулярным профилям углеводородов.
Углеводородные профили типа «Trap-jaw»
Предыдущие исследования муравьев-Trap-jaw показали, что как внутри рода, так и у конкретных видов кутикулярные углеводородные профили могут различаться. Профили можно использовать, например, для того, чтобы отличить соседей по гнезду от посторонних. Флоридский муравей-ловушка O. brunneus, наиболее распространенный вид Odontomachus, пересекающийся с Formica archboldi, характеризуется высоким уровнем вариабельности углеводородов между популяциями.
Смит обнаружил, что углеводородные профили муравьев F. archboldi были не просто очень похожи на профили Odontomachus, но и что они иеняли эти химические сигнатуры варьировались от одного места к другому, имитируя различия, наблюдаемые у Odontomachus Trap-jaw живущими с ними по соседству.
Другими словами, в разных популяциях химические визитные карточки F. archboldi были более похожи на таковые у соседствующих с ними Odontomachus, чем на другие популяции их собственного вида.
И не думайте, что жизнь в похожей среде или схожая диета приводят к схожим химическим профилям. Смит обнаружил, что муравьи F. archboldi сохраняли свой профиль углеводородов, похожий на челюсти-ловушки, даже после нескольких месяцев жизни в лаборатории.
Чтобы проверить, какое преимущество это может дать, и выяснить, объясняет ли это всю ситуацию с головами Odontomachus, сложенными в гнездах коллекционеров черепов, Смит построил нечто вроде купола муравейника в лабораторных условиях.
Муравьи-собиратели черепов как хищники.
В серии экспериментов. Насекомых помещали на «тестовую площадку диаметром 28 мм», где их «агрессивное взаимодействие» снималось на высокой скорости.
Используя высокоскоростные видеозаписи, Смит обнаружил, что атаки Formica archboldi связаны с целенаправленным распылением муравьиной кислоты, которая быстро приводит к обездвиживанию муравья с челюстью-ловушкой. Покадровое видеонаблюдение за внутренними гнездовыми камерами лабораторных колоний показало, что только что убитых муравьев-ловушечников затаскивают в гнездо, как продукты питания, и расчленяют. Что приводит к появлению гнезд, заполненных частями тела муравьев с челюстями-ловушками, как это бывает в естественных колониях.
Исследователи были особенно заинтригованы химическим камуфляжем вида. Как правило, муравьи используют слои воска, покрывающие их брюшко, для общения со своими товарищами по гнезду.
Хотя исследователи пока не могут подтвердить, что химическая мимикрия является целенаправленной, новое исследование предполагает долгую эволюционную историю между муравьями, собирающими черепа, и муравьями с челюстями-ловушками.
Агрессоры способны подкрадываться на расстояние удара благодаря запаху, похожему на запах их добычи. Когда муравьи с челюстями-ловушками подходят слишком близко, муравьи Formica выпускают химический спрей, состоящий из муравьиной кислоты. Муравьи обычно используют кислотный спрей в качестве защитного механизма, но муравей, собирающий черепа, использует спрей в качестве химического оружия.
Выводы о взаимодействии коллекционеров Formica archboldi и ловушечников Odontomachus Trap-jaw
«Для вида муравьев действительно необычно демонстрировать такое однообразие химической подписи», — сказал Смит.
Ученые видят такого рода химическую мимикрию в природе, чаще всего в отношениях паразит-хозяин. Однако нет доказательств того, что такие отношения существуют между F. archboldi и Odontomachus. И тем не менее это так, мимикрируя под своих соседей этот вид муравьев научился охотиться на своих более агрессивных соседей. Смит считает, что сходство межвидовых профилей углеводородов и вариации, характерные для конкретных популяций, указывают на то, что Formica archboldi и Odontomachus сосуществовали в рядом в течение длительного периода, что позволило виду F. archboldi получить преимущество в развитии этой необычной черты.
«Сейчас Formica archboldi — самый химически разнообразный вид муравьев, о котором мы знаем. До этой работы это был просто вид со странной привычкой собирать головы. Теперь у нас есть то, что может быть модельным видом для понимания эволюции химической диверсификации и мимикрии «, — говорит Смит.
Исследовав несколько гнезд F. archboldi, ученые пришли к выводу, что традиция использовать тела врагов в качестве украшений жилищ — это вовсе не тактика устрашения и не коллекция в нашем понимании этого слова. Муравьи поступают умнее: отрывая головы Trap-jaw, они сооружают капканы которые служат не только для защиты муравейника от незванных гостей но и как не плохое подспорье в добыче. Даже после смерти челюсти могут не просто захлопнуться, но и впрыснуть в неосторожного визитера парализующий яд. Жертв, парализованных таким образом, хозяйственные насекомые утаскивают вглубь гнезда и там кормят ими молодняк — ничто не пропадает даром.
Фото в заголовке: Представитель Formica archboldi, собирающих черепа муравьев Флориды, рядом с головами муравьёв-ловушек, которые можно найти по всему его подземному гнезду. (Автор: Адриан Смит)
Больше на Sova
Subscribe to get the latest posts sent to your email.