Клопы вырастили на себе паразитические грибы, чтобы бороться с осами-паразитами

У некоторых насекомых, таких как сверчки, мотыльки, цикады, есть тимпанальные органы, которые напоминают барабанные перепонки, расположенные на передних лапах, грудной клетке и брюшке соответственно. С помощью этого органа они могут слышать: например, воспринимать брачные песни и распознавать приближающихся врагов.

Долгое время биологи считали, что подобная структура должна быть и у клопов семейства Dinidoridae, которые в брачном поведении используют либо звуки, либо вибрации. Во время морфологических исследований ученые выяснили, что у самок некоторых видов этого семейства, как правило, на задних голенях развивается заметная «барабанная перепонка». Предполагалось, что во время ухаживания с ее помощью происходит «половое общение». Однако до сих пор никаких подробных исследований представителей этих видов специалисты не проводили.

Группа биологов под руководством Таканори Нишино (Takanori Nishino) из Национального института передовых промышленных наук и технологий (Япония) попыталась узнать, как самки Dinidoridae слушают брачные песни или воспринимают танец самца с помощью своих голеней, где должна располагаться «барабанная перепонка». В качестве испытуемых ученые выбрали японского клопа-щитника Megymenum gracilicorne.

Когда ученые стали изучать задние лапки Megymenum gracilicorne, они сделали неожиданное открытие. Оказалось, там нет никакого «органа слуха» — вместо этого исследователи обнаружили новый орган, который насекомые используют для выращивания паразитических грибов, чтобы защитить свои яйца от ос-паразитов. Об этом Нишино и его коллеги рассказали в статье, опубликованной на сайте электронного архива препринтов по биологии bioRxiv.

На голени самок Megymenum gracilicorne команда Нишино нашла небольшое пористое углубление, полное нитевидных структур под названием «гифа». Каждая самка выращивала в этом органе несколько видов грибов Cordycipitaceae, отличающихся удивительным разнообразием.

Когда самки откладывали яйца, они «расцарапывали» свободными лапами, заполненные грибами, пористое углубление, а затем обваливали яйца в грибах. В течение нескольких дней волосовидная гифа полностью покрывала яйцо, после чего оно зарастало мицелием. Когда из яиц вылуплялись нимфы (личинки), они сохраняли «грибковую защиту» прямо до линьки: гифы прикреплялись к поверхности их тела.

Сперва Нишино и его коллеги предположили, что эти грибы служат чем-то вроде токсичного барьера для хищников. Но дальнейший анализ показал, что практически все они безвредны. Для чего же нужен «грибковый бронежилет»?

Биологи не могли разгадать эту головоломку до тех пор, пока не изучили яйца Megymenum gracilicorne в дикой природе и не обнаружили, что на них часто паразитирует ранее неописанный вид ос, который теперь называют Trissolcus brevinotaulus. Как выяснили специалисты, оса-паразит откладывает свои яйца внутри яиц японских клопов, но с этим у нее возникают трудности, когда мицелий, обволакивающий яйца, становятся слишком толстым.

Впрочем, по словам авторов научной работы, у ос есть хитрость, позволяющая обходить защиту. У самок Trissolcus brevinotaulus более толстые, чем у самцов, усики, поэтому с их помощью они могут, пусть и с большим трудом, пробиться сквозь «заросли» мицелия, а после отложить внутри яиц клопов свои яйца.

Судя по всему, это редкий, если не единственный, случай систематического использования грибов в протипаразитарных целях среди насекомых и диких животных в целом. Неясно, как именно сформировалась столь сложная цепочка поведения самок японских клопов, однако, судя по устойчивой воспроизводимости, она сравнительно эффективна.