Науке известно примерно 230 видов муравьев, которые ведут паразитический образ жизни. Одни подбрасывают яйца в чужие гнезда. Другие крадут личинок и куколок, чтобы превратить их в своих слуг. Третьи идут дальше и устраняют королеву-хозяйку, а потом откладывают яйца и заставляют рабочих заботиться уже о своем потомстве.
Муравьиная матка, или королева, — «репродуктивное сердце» и химический регулятор колонии. Без нее социальная структура, организация работ и генетическое будущее семьи могут оказаться под угрозой.
Муравьи охраняют свои гнезда не хуже армейских подразделений. Внутри колонии действует система запахов, по которым рабочие различают своих и чужих. Насекомые узнают «собратьев» по химическому профилю на наружном хитиновом покрове. Они обнюхивают друг друга антеннами и сравнивают запах с «внутренним шаблоном»: если профиль совпадает, особь принимается, если нет — ее могут атаковать или вытеснить.
Любой нарушитель рискует погибнуть сразу после появления. Именно поэтому паразитическим видам нужно пройти через сложную защиту. Некоторым это удается: они «маскируются» под «местных», словно используют чужой паспорт.
Команда японских биологов под руководством Кейзо Такасуки (Keizo Takasuka) из Университета Кюсю попыталась выяснить, как паразитические виды используют слабые места чужих колоний, чтобы захватить их. Ученые анализировали взаимодействие двух родственных видов — муравья-паразита Lasius orientalis и его «хозяина» Lasius flavus — и обнаружили новую, более изощренную тактику захвата колонии. Она оказалась гораздо сложнее тех способов, о которых ученые знали раньше.
Во время эксперимента Такасуки и его коллеги поместили королеву Lasius orientalis в гнездо родственного вида Lasius flavus. К удивлению ученых, рабочие особи колонии набросились не на нарушительницу, а на собственную королеву и убили ее. Ситуация выглядела нелогично. Обычно вторженец погибает сразу, но в этой ситуации самка не только сохранила жизнь, но и получила шанс на захват власти.
Это открытие удивило исследователей. Рабочие особи, играющие роль стражи, должны были безжалостно расправиться с чужаком, посмевшим проникнуть в их дом, но вместо этого они убили собственную матку. Почему особи обернули оружие против родной королевы?
Ответ, как часто бывает в мире насекомых, лежал в области химии. Команда Такасуки предположила, что королева-паразит использует химический камуфляж как представители некоторых других видов муравьев. Она маскируется под запах колонии, чтобы обойти систему опознания «свой — чужой». Чтобы проверить эту гипотезу, ученые пошли на хитрость. Они сами «запаковали» самок Lasius orientalis в химический профиль рабочих муравьев Lasius flavus и лишь потом подселили их в экспериментальные гнезда.
Прием сработал. Замаскированные узурпаторши успешно проникали в сердце враждебной колонии. Такасука сравнил эту тактику со сценами из сериала «Ходячие мертвецы», где герои, чтобы пройти через толпу зомби, мажутся их кровью. Малейшая ошибка — и незадачливого лазутчика ждет жестокая и неминуемая смерть.
Однако проникновение в гнездо — лишь первый этап коварного плана. Настоящее представление разыгрывается уже после. Оказавшись рядом с королевой-хозяйкой, паразит применяет свое главное оружие. Она разворачивает брюшко и распыляет на законную владычицу едкое химическое вещество. Исследователи предполагают, что это муравьиная кислота.
Для рабочих муравьев этот химический сигнал становится призывом к действию. Они интерпретируют его как прямую угрозу безопасности всего муравейника, исходящую от их собственной матки. Верность сменяется яростью. Муравьи-солдаты атакуют свою королеву. Процесс умерщвления не быстрый и требует нескольких «химических атак» со стороны узурпаторши. Каждое распыление вызывает новую волну нападений. После множества атак старая правительница погибает, и в гнезде остается только одна претендентка.
Рабочие особи, уже обработанные химическими сигналами новой хозяйки, беспрекословно принимают ее за родную. Они начинают ухаживать за ней, кормить и заботиться о ее будущем потомстве. Так чужая самка без единого сражения завоевывает целую колонию.
Стратегия, применяемая королевой Lasius orientalis, дает ей огромное преимущество. Паразит экономит силы и время, королеве не нужно самой начинать новую колонию, рисковать жизнью и искать рабочих. Она захватывает уже готовое гнездо и пользуется трудом местных муравьев. Lasius orientalis избегает самой рискованной фазы в жизни муравья — самостоятельного основания новой колонии. По мнению Такасуки, этот механизм захвата власти может быть гораздо более распространенным в мире муравьев, чем считалось ранее.
Австралийский биолог Крис Рид (Chris Reid) из Университета Маккуори пояснил, что такого рода ситуации сложно изучать в полевых условиях. Все происходит глубоко под землей, куда ученым трудно попасть. Нужный момент легко пропустить. Но когда подобные сцены удается увидеть, они помогают лучше понять, как устроены муравьиные сообщества. Эти знания могут пригодиться для разработки способов борьбы с вредоносными видами муравьев, которые уже влияют на экосистемы разных стран и наносят природе серьезный ущерб.
Научная работа опубликована в журнале Current Biology.