Японские исследователи зафиксировали в природе использование уникальной «химической войны»: паразитические матки муравьёв с помощью химических веществ обманом заставляют рабочих муравьёв убить их собственную мать. Исследование, опубликованное в журнале Current Biology, а также сопровождающее его видео раскрывают ранее неизвестную стратегию в конкурентном мире социальных насекомых.
Учёные Таку Симада, Юдзи Танака и Кэйзо Такасука наблюдали это поведение, изучая два вида временно-паразитических вида: Lasius orientalis и L. umbratus. Эти матки-захватчицы проникают в колонии родственных видов, уничтожают местную матку и затем захватывают всю колонию. Затем, почти по-шекспировски, они убеждают осиротевших рабочих вырастить потомство паразита как своё собственное. Однако особенность этого открытия в том, что для достижения цели матки-паразиты применяют своего рода скрытое химическое оружие.
«Муравьи живут в мире запахов», — пояснил ведущий автор Кэйзо Такасука в пресс-релизе. Перед проникновением в гнездо паразитическая матка незаметно приобретает запах колонии на своём теле от рабочих, перемещающихся снаружи, чтобы её не распознали как врага. Затем она входит в колонию-хозяина и приближается к местной матке, распыляя струи жидкости из брюшка прямо на её тело. Эта жидкость, по-видимому, является муравьиной кислотой — защитным соединением, которое многие виды муравьёв производят естественным образом.
Распыление имеет эффект химического «мечения» матки-хозяина, коренным образом изменяя то, как её собственные рабочие воспринимают её. В течение нескольких мгновений после распыления рабочие, которые обычно защищали бы свою матку, начинают атаковать её. Рабочие кусают и разрывают свою мать, иногда разрывая её надвое, пока она не погибнет. Тем временем матка-паразит быстро отступает. «Она знает, что запах муравьиной кислоты очень опасен, потому что если рабочие-хозяева почувствуют этот запах, они немедленно атакуют и её тоже», — говорит Такасука. Позже, когда она возвращается на место убийства, рабочие принимают её и затем заботятся о ней, как о своей первоначальной матке.
Это первый документально зафиксированный случай, когда третья сторона манипулирует потомством, заставляя его убить собственную мать, причём ни мать, ни рабочие особи не получают от этого акта никакой выгоды. Рабочие теряют свою матку, а вместе с ней и способность к размножению. Тем не менее, химическая манипуляция подавляет их естественные защитные инстинкты.
Матереубийство исключительно редко в природе. Когда это происходит, это обычно попадает в две категории: матери, которые жертвуют собой, чтобы накормить своё потомство, или взрослое потомство, которое убивает свою мать, чтобы получить репродуктивные возможности. Эта вновь обнаруженная форма отличается тем, что служит интересам только паразита.
Исследователи полагают, что муравьиная кислота служит агентом перепрограммирования, изменяя системы распознавания, которые обычно позволяют рабочим отличать сородичей по гнезду от чужаков. Нанося это химическое вещество, матка-паразит, по сути, переписывает социальные правила колонии. Это своего рода естественное эволюционное промывание мозгов.
Интересно, что L. orientalis и L. umbratus принадлежат к далеко родственным группам внутри рода Lasius, что позволяет предположить, что эта стратегия развивалась независимо по крайней мере дважды. Более того, команда обнаружила свидетельства того, что сходные манипуляции могут происходить и в других подсемействах муравьёв, которые не используют муравьиную кислоту. Виды, такие как Monomorium santschii и Tetramorium atratulum, по-видимому, достигают схожих результатов, используя другие химические выделения, возможно, из специализированных желёз. Это говорит о том, что химически спровоцированное матереубийство может быть более распространено среди паразитических муравьёв, чем предполагали учёные ранее.
Для своих экспериментов исследователи собрали маток-паразитов и вырастили колонии-хозяева, а затем зафиксировали испытания по внедрению с помощью видеозаписей. Видеоматериалы показали, что матки-паразиты немедленно отступают после распыления, а смерть матки-хозяина наступает постепенно, по мере того как рабочие усиливают свои атаки. Исследователи подчёркивают, что матку убивает не химический токсин, а её собственные дети, которые в конечном счёте наносят смертельные удары.
Учёные ожидают, что будущие исследования выявят сходные манипуляции везде, где паразиты могут химически метить членов колонии. Они также прогнозируют эволюционную гонку вооружений, в ходе которой виды-хозяева разработают контрмеры против этих химических уловок. Более того, имеет последствия, выходящие за рамки биологии муравьёв. С эволюционной точки зрения это поведение иллюстрирует то, что учёные называют «расширенным фенотипом». Проще говоря, это когда гены одного организма контролируют поведение другого. Матки-паразиты, по сути, захватывают системы принятия решений, которые эволюционировали для поддержания кооперации в колонии, превращая альтруистическое поведение, направленное на выживание сообщества, в оружие.