Описан новый вид мух, который обманывает термитов и кормится за их счет

В мире насекомых мимикрия — распространенная стратегия выживания. Некоторые мухи копируют вид пчел, пауки маскируются под муравьев. Однако до сих пор не было известно о случаях, когда мухи подделывали «документы» термитов — одних из самых организованных и закрытых сообществ.

Термиты — насекомые с жесткой социальной иерархией. Их колонии защищают солдаты, а каждое сообщество распознается по уникальному химическому профилю. Считалось, что проникнуть в такие «крепости» могут лишь немногие виды — например, горбатки (Phoridae), чьи взрослые особи имитируют запах термитов. Но представители нового вида мух семейства Calliphoridae пошли дальше: их личинки подделывают не только химические «паспорта», а еще внешность, поведение и даже тактильные сигналы.

Несколько лет назад международная команда энтомологов под руководством Роджера Вила (Roger Vila) из Института эволюционной биологии (Испания) отправилась на юг Марокко изучать бабочек и муравьев. Необычно сильные дожди нарушили планы: бабочки не летали, и ученые начали исследовать термитники под камнями. Под одним из них обнаружили термитник с тремя личинками. Вероятно, вода затопила камеры, и они выбрались на поверхность.

Сперва исследователи не могли точно сказать, кому именно принадлежат личинки, но результаты анализов показали, что мухам. Их морфология не совпадала ни с одним описанным видом.

Последующие экспедиции подтвердили редкость вида: в десятках термитниках ученым удалось найти лишь две личинки. Итого — пять. Все они обитали в колониях термитов Anacanthotermes ochraceus, питающихся сухой травой и мертвой древесиной.

Команда Вила описала новый вид в статье, опубликованной в журнале Current Biology, и рассказала о способности этих личинок к сложной мимикрии, которая позволяет проникать в термитники. Ранее такого уровня маскировки у мух не наблюдали. 

Исследование с использованием сканирующей электронной микроскопии и 3D-моделирования выявило три степени мимикрии, которую ученые назвали «термитным камуфляжем».

Визуальный камуфляж. На заднем сегменте тела личинок расположена «ложная голова» — хитиновая структура, имитирующая голову рабочего термита. Она включает «антенны»и «челюсти» такого же размера, как у термитов (примерно 0,3 миллиметра). Хотя настоящие ротовые органы скрыты на брюшной стороне. Даже дыхальца (отверстия для дыхания) визуально напоминают фасеточные глаза термитов, активных в условиях слабого освещения.

«Большинство термитов живут в темноте на глубине нескольких метров, у них плохо развито зрение. Однако Anacanthotermes ochraceus выходят на поверхность в сумерках, чтобы собрать траву, поэтому у них есть фасеточные глаза, которые личинки имитируют своими дыхательными отверстиями», — пояснил Вила. 

Тактильная мимикрия: Вокруг тела личинки расположены 12 пар подвижных «‎щупалец», покрытых микроскопическими волосками. Их структура и расположение совпадают с усиками термитов, что позволяет личинкам одновременно контактировать с тремя-четырьмя хозяевами.

Химическая маскировка. Ученые применили газовую хроматографию и масс-спектрометрию, чтобы сравнить гидрокарбонаты на кутикуле личинок и термитов. Результат удивил: составы совпали почти на 100 процентов, включая химические специфические маркеры.

Внутри термитника всегда темно, поэтому термиты узнают друг друга с помощью усиков, благодаря которым они определяют запах собратьев. Все члены сообщества имеют общий запах: если он отличается, термиты-солдаты мгновенно атакуют и убивают нарушителя. Однако личинкам мух семейства Calliphoridae удается имитировать характерный запах, чтобы термиты приняли их «за своих».

Когда команда Вила обнаружила личинок мух в Марокко, насекомые занимали центральные камеры термитников, где хранится пища — высушенная трава. Попав в лабораторию, ученые заметили, что личинки обычно селятся в самых густонаселенных местах, где им постоянно уделяют внимание термиты, которые ухаживают за ними с помощью своих ротовых аппаратов.

В частности, термиты чистили личинок, перебирая щупальца мандибулами. Также исследователи наблюдали поведение, похожее на трофаллаксис — процесс, обычно характерный для кормления личинок термитов: термиты передавали личинкам полупереваренную целлюлозу с помощью ротового аппарата.  

Филогенетический анализ ДНК показал, что личинки мух относятся к роду Rhyncomya, чьи представители обычно питаются падалью. Их ближайшие родственники не имеют связей с термитами. Ученые предполагают, что мимикрия у нового вида развилась относительно быстро, за пару миллионов лет — мгновение по меркам эволюции.

Сейчас ученые пытаются решить целую серию загадок, связанных с личинками. Например, понять, как они попадают в термитники? Исследователи предполагают, что взрослые мухи откладывают яйца у входа, а личинки проникают внутрь, имитируя запах колонии. 

Не до конца понятно, чем личинки питаются в «‎гнездах». Одна из версий гласит, что они могут слизывать выделения термитов, поедать их яйца или грибы, растущие на целлюлозе.

Еще один важный вопрос: куда исчезают взрослые мухи? В лабораторных условиях личинки в итоге погибли, не претерпев метаморфоз, поэтому, возможно, существуют определенные симбиотические отношения между термитами и мухами, которые ученым не удалось перенести в лабораторию. Вероятно, для окукливания им нужны специфические условия — например, определенная влажность или вибрации термитника.

Открытие команды Вила показало, что в природе могут существовать личинки мух, которые не просто имитируют термитов, а внедряются в их сообщество, используя многоуровневую мимикрию (химическую, тактильную и визуальную). В будущих исследованиях энтомологи собираются использовать тепловизоры и микрокамеры, чтобы отследить взрослых мух в естественной среде. По мнению исследователей, это позволит изучить взрослых особей и раскрыть секреты их жизненного цикла.